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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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確定對人類的致癌風險一直是該委員會的目標 IARC 關於評估人類致癌風險的專著 自 1971 年以來。迄今為止,已出版或正在出版 69 卷專著,其中評價了 836 種藥物的致癌性或暴露情況(見附錄)。
這些對人類致癌風險的定性評估相當於現在普遍接受的風險評估方案中的危害識別階段,包括危害識別、劑量反應評估(包括觀察範圍外的外推)、暴露評估和風險表徵.
的目的 IARC專著 計劃一直是通過專家工作組形式的國際合作,發表關於藥劑(化學品、化學品組、複雜混合物、物理或生物因素)或暴露情況(職業暴露、文化習慣)對人類致癌性的關鍵定性評估. 工作組準備了一系列關於單個代理或曝光的專著,每卷都出版並廣泛分發。 每本專論都包括對藥劑物理和化學性質的簡要描述; 分析方法; 描述它是如何生產的,生產了多少,以及如何使用; 發生率和人體接觸數據; 人類癌症病例報告和流行病學研究摘要; 致癌性試驗總結; 其他相關生物學數據的簡要說明,例如毒性和遺傳效應,可能表明其可能的作用機制; 及其致癌性評價。 當處理除化學品或化學混合物以外的試劑時,該一般方案的第一部分進行了適當調整。
評估致癌物的指導原則已由多個特設專家組起草,並載於本指南的序言中。 專著 (國際癌症研究機構 1994a)。
定性致癌風險(危害)識別工具
協會是通過檢查暴露的人類研究的可用數據、實驗動物的生物測定結果以及人類和動物的暴露、新陳代謝、毒性和遺傳效應的研究而建立的。
人類癌症研究
三種類型的流行病學研究有助於評估致癌性:隊列研究、病例對照研究和相關性(或生態學)研究。 癌症病例報告也可能會被審查。
隊列研究和病例對照研究將研究中的個體暴露與個體癌症的發生聯繫起來,並提供相對風險的估計(暴露者的發病率與未暴露者的發病率之比)作為關聯的主要衡量標準。
在相關性研究中,調查單位通常是整個人口(例如,特定的地理區域),並且癌症發生率與人口對藥劑的暴露程度的匯總測量有關。 由於沒有記錄個體暴露,因此從此類研究中推斷因果關係不如從隊列和病例對照研究中推斷出因果關係。 病例報告通常源於基於臨床經驗的懷疑,即兩個事件的同時發生——即特定暴露和癌症的發生——發生的頻率比偶然預期的要高。 圍繞案例報告和相關性研究的解釋的不確定性使它們不足以構成推斷因果關係的唯一基礎,除非在極少數情況下。
在流行病學研究的解釋中,有必要考慮到偏倚和混雜的可能作用。 偏倚是指研究設計或執行中的因素的運作錯誤地導致比疾病和試劑之間實際存在的關聯更強或更弱。 混雜是指由於明顯的致病因素與另一個與疾病發生率增加或減少相關的因素之間的關聯,使與疾病的關係看起來比實際更強或更弱的情況這種病。
在流行病學研究的評估中,強關聯(即相對風險大)比弱關聯更可能表明因果關係,儘管人們認識到相對風險小並不意味著缺乏因果關係並且可能很重要如果這種疾病很常見。 在相同設計或使用不同流行病學方法或在不同暴露情況下的多項研究中重複的關聯比來自單一研究的孤立觀察結果更有可能代表因果關係。 癌症風險隨著暴露量的增加而增加被認為是因果關係的強烈跡象,儘管沒有分級反應不一定是因果關係的證據。 個人或整個人群停止或減少接觸後風險下降的證明也支持對研究結果的因果解釋。
當幾項流行病學研究顯示很少或沒有跡象表明暴露與癌症之間存在關聯時,可以做出判斷,即總體而言,它們顯示出表明缺乏致癌性的證據。 暴露或結果的偏差、混雜或錯誤分類可以解釋觀察到的結果的可能性必須被考慮並以合理的確定性排除。 從幾項流行病學研究中獲得的表明缺乏致癌性的證據只能適用於所研究的癌症類型、劑量水平和首次接觸與觀察疾病之間的間隔。 對於某些人類癌症,從首次接觸到出現臨床疾病之間的時間很少少於 20 年; 潛伏期大大短於 30 年不能提供表明缺乏致癌性的證據。
來自人類研究的與致癌性相關的證據分為以下類別之一:
足夠的致癌性證據. 已確定暴露於藥劑、混合物或暴露環境與人類癌症之間存在因果關係。 也就是說,在可以合理自信地排除機會、偏差和混雜因素的研究中,已經觀察到暴露與癌症之間存在正相關關係。
有限的致癌性證據. 已觀察到接觸藥劑、混合物或接觸環境與癌症之間存在正相關關係,因果解釋被認為是可信的,但不能以合理的信心排除機會、偏見或混淆。
致癌性證據不足. 現有研究的質量、一致性或統計能力不足,無法得出關於存在或不存在因果關聯的結論,或者沒有關於人類癌症的數據。
證據表明缺乏致癌性. 有幾項充分的研究涵蓋了人類已知會遇到的全部暴露水平,這些研究相互一致,沒有顯示在任何觀察到的暴露水平下暴露於藥劑和研究的癌症之間存在正相關。 “證據表明缺乏致癌性”的結論不可避免地局限於現有研究所涵蓋的癌症部位、條件和暴露水平以及觀察時間。
根據流行病學研究的證據對混合物、過程、職業或行業的致癌性進行評估的適用性取決於時間和地點。 應尋找被認為最有可能導致任何超額風險的特定暴露、過程或活動,並儘可能縮小評估的範圍。 人類癌症的長期潛伏期使流行病學研究的解釋變得複雜。 更複雜的是,人類同時暴露於多種化學物質,這些化學物質可以相互作用以增加或減少腫瘤形成的風險。
實驗動物致癌性研究
大約 50 年前引入了將實驗動物(通常是小鼠和大鼠)暴露於潛在致癌物並檢查癌症證據的研究,目的是將科學方法引入化學致癌作用的研究並避免某些缺點僅使用人類的流行病學數據。 在裡面 IARC專著 總結了所有可用的、已發表的動物致癌性研究,然後將致癌性證據的程度分為以下類別之一:
足夠的致癌性證據. 在兩種或多種動物中,或在不同時間對一種動物進行的兩項或多項獨立研究中,已確定藥劑或混合物與惡性腫瘤發生率增加或良性和惡性腫瘤適當組合發生率增加之間的因果關係或在不同的實驗室或根據不同的協議。 例外情況是,當惡性腫瘤在發病率、部位、腫瘤類型或發病年齡方面發生異常程度時,可以考慮對一個物種進行的一項單一研究提供足夠的致癌性證據。
有限的致癌性證據. 數據表明有致癌作用,但對於做出明確的評估是有限的,因為,例如,(a) 致癌性的證據僅限於單一實驗; (b) 關於研究設計、實施或解釋的充分性存在一些未解決的問題; (c) 該藥劑或混合物僅增加良性腫瘤或具有不確定腫瘤潛能的病變的發病率,或增加某些腫瘤的發病率,這些腫瘤可能在某些菌株中以高發病率自發發生。
致癌性證據不足. 由於主要的定性或定量限制,或者沒有關於實驗動物癌症的數據,這些研究不能被解釋為顯示存在或不存在致癌作用。
證據表明缺乏致癌性. 至少涉及兩個物種的充分研究表明,在所用測試的限度內,該藥劑或混合物不致癌。 表明缺乏致癌性的證據結論不可避免地限於所研究的物種、腫瘤部位和暴露水平。
與致癌性評價相關的其他數據
具有特殊相關性的人體生物效應數據包括毒理學、動力學和代謝方面的考慮,以及 DNA 結合的證據、DNA 損傷的持久性或暴露人體的遺傳損傷。 當認為與藥物致癌作用的可能機制相關時,總結了毒理學信息,例如關於細胞毒性和再生、受體結合以及激素和免疫學作用的信息,以及關於實驗動物的動力學和新陳代謝的數據。 總結了整個哺乳動物(包括人、培養的哺乳動物細胞和非哺乳動物系統)的遺傳和相關影響測試結果。 相關時提及構效關係。
對於被評估的藥劑、混合物或暴露環境,在人類、實驗動物和組織和細胞測試系統的研究中,關於終點或與致癌機制相關的其他現象的可用數據總結在以下一個或多個描述性維度中:
這些維度並不相互排斥,一個代理人可能屬於多個維度。 因此,例如,可以在第一維和第二維下總結試劑對相關基因表達的作用,即使以合理的確定性已知這些影響是由遺傳毒性引起的。
綜合評價
最後,將證據體作為一個整體來考慮,以便對一種物質、混合物或接觸環境對人類的致癌性進行全面評估。 當支持數據表明沒有直接證據表明有能力在人類或動物中誘發癌症的其他相關化合物也可能致癌時,可以對一組化學品進行評估,描述這一結論的理由的聲明是添加到評估敘述中。
根據下列類別之一的措辭描述藥劑、混合物或接觸環境,並給出指定的組別。 藥劑、混合物或接觸環境的分類是科學判斷的問題,反映了從人類和實驗動物研究以及其他相關數據中獲得的證據的強度。
集團1的
該藥劑(混合物)對人類具有致癌性。 暴露環境需要對人類致癌的暴露。
當有足夠的人類致癌性證據時,使用此類別。 特殊情況下,當人類證據不足但有足夠證據表明實驗動物致癌性以及暴露於人體的有力證據表明該製劑(混合物)通過相關致癌機制發揮作用時,該製劑(混合物)可能會被歸入此類.
集團2的
這一類別包括物質、混合物和暴露環境,在一個極端,人類致癌性的證據程度幾乎足夠,以及在另一個極端,沒有人類數據但有實驗動物致癌性的證據。 根據致癌性的流行病學和實驗證據以及其他相關數據,試劑、混合物和接觸環境被指定為 2A 組(可能對人類致癌)或 2B 組(可能對人類致癌)。
2A組. 該藥劑(混合物)可能對人類具有致癌性。 暴露環境涉及可能對人類致癌的暴露。 當人類致癌性證據有限而實驗動物致癌性證據充分時,使用此類別。 在某些情況下,當人類致癌性證據不足,實驗動物致癌性證據充分,以及致癌作用由同樣在人類中起作用的機制介導的有力證據時,可將製劑(混合物)歸入此類。 在特殊情況下,僅根據有限的人類致癌性證據,可以將試劑、混合物或接觸情況歸入此類。
2B組. 該藥劑(混合物)可能對人類致癌。 暴露環境涉及可能對人類致癌的暴露。 此類別用於人類致癌性證據有限且實驗動物致癌性證據不足的物質、混合物和暴露環境。 當人類致癌性證據不足但實驗動物致癌性證據充分時,也可使用。 在某些情況下,人類致癌性證據不足但實驗動物致癌性證據有限且其他相關數據的支持證據可能歸入該組。
集團3的
該藥劑(混合物或接觸環境)不能歸類為對人類的致癌性。 此類別最常用於人類致癌性證據不足且實驗動物致癌性證據不足或有限的試劑、混合物和暴露環境。
特殊情況下,當有強有力的證據表明對實驗動物的致癌機制對人類不起作用時,對人類致癌性證據不足但對實驗動物充分致癌的物質(混合物)可歸入此類。
集團4的
該藥劑(混合物)可能對人類無致癌性。 此類別用於有證據表明對人類和實驗動物無致癌性的物質或混合物。 在某些情況下,人類致癌性證據不足但證據表明實驗動物缺乏致癌性的證據,並得到廣泛的其他相關數據的一致和有力支持,可歸入該組。
人類製定的分類系統不夠完美,無法涵蓋生物學的所有復雜實體。 然而,它們作為指導原則是有用的,並且可以隨著致癌作用的新知識變得更加牢固而被修改。 在對物質、混合物或接觸環境進行分類時,必須依賴專家組做出的科學判斷。
迄今為止的結果
迄今為止,69 卷 IARC專著 已經出版或正在印刷中,其中對 836 種藥劑或暴露情況進行了對人類致癌性的評估。 1 種物質或暴露已被評估為對人類致癌(第 56 組),2 種可能對人類致癌(第 225A 組),2 種可能對人類致癌(第 4B 組),一種可能對人類不致癌(第 480 組) ). 對於 3 種物質或暴露,可用的流行病學和實驗數據不允許評估它們對人類的致癌性(第 XNUMX 組)。
機械數據的重要性
修訂後的序言,首次出現在第 54 卷 IARC專著, 允許在實驗動物中有足夠的致癌性證據並且在暴露的人類中有強有力的證據表明該物質通過相關的致癌機制起作用時,可將其流行病學證據不足以致癌的物質歸入第 1 組。 相反,對於人類致癌性證據不足、實驗動物證據充分以及致癌機制對人類不起作用的強有力證據的物質,可能會被劃入第 3 組,而不是通常指定的第 2B 組——可能致癌對人類——類別。
最近三個場合討論了在機制上使用此類數據:
雖然人們普遍認為太陽輻射對人類(第 1 組)具有致癌性,但關於太陽燈的 UVA 和 UVB 輻射對人類癌症的流行病學研究僅提供了有限的致癌性證據。 在人類日光暴露部位的鱗狀細胞腫瘤的 p53 腫瘤抑制基因中觀察到了特殊的串聯鹼基取代 (GCTTT)。 儘管 UVR 可以在某些實驗系統中引起類似的轉變,並且 UVB、UVA 和 UVC 對實驗動物具有致癌性,但現有的機制數據被認為不足以讓工作組將 UVB、UVA 和 UVC 分類為高於 2A 組(IARC 1992 ). 在會議後發表的一項研究中(Kress 等人,1992 年),p53 中的 CCTTT 轉換已在 UVB 誘導的小鼠皮膚腫瘤中得到證實,這可能表明 UVB 也應歸類為人類致癌物(第 1 組)。
在沒有足夠的流行病學證據的情況下考慮將藥物置於第 1 組的第二個案例是 4,4'-亞甲基-雙(2-氯苯胺)(MOCA)。 MOCA 對狗和囓齒動物具有致癌性,並且具有綜合遺傳毒性。 它通過與 N-羥基 MOCA 反應與 DNA 結合,並且在少量暴露人類的尿路上皮細胞中發現了在動物致癌性靶組織中形成的相同加合物。 在對升級的可能性進行了長時間的討論之後,工作組最終對可能對人類致癌的 2A 組進行了全面評估 (IARC 1993)。
在最近對環氧乙烷的評估中(IARC 1994b),可用的流行病學研究提供了有限的人類致癌性證據,而實驗動物研究提供了足夠的致癌性證據。 考慮到其他相關數據:(1) 環氧乙烷會引起暴露工人外周淋巴細胞和骨髓細胞微核中染色體畸變和姐妹染色單體交換頻率的敏感、持久、劑量相關增加; (2) 它與人類和實驗動物的淋巴系統和造血系統的惡性腫瘤有關; (3) 它會導致暴露的人類血紅蛋白加合物頻率與劑量相關的增加,以及暴露囓齒動物 DNA 和血紅蛋白中加合物數量的劑量相關的增加; (4) 誘導暴露的囓齒類動物生殖細胞的基因突變和遺傳易位; (5) 它在所有系統發育水平上都是一種強大的誘變劑和斷裂劑; 環氧乙烷被列為人類致癌物(第 1 組)。
如果序言允許有充分證據表明對動物具有致癌性的物質可被歸入第 3 組(而不是通常歸入第 2B 組),而有確鑿證據表明動物的致癌機制對人類不起作用,這種可能性尚未被任何工作組使用。 在以下情況下可以設想這種可能性 d-limonene 是否有足夠的證據證明它對動物有致癌性,因為有數據表明 α2-雄性大鼠腎臟中微球蛋白的產生與觀察到的腎腫瘤有關。
在 1993 年 XNUMX 月由一個特設工作組提名為優先事項的許多化學品中,出現了一些共同的假設內在作用機製或基於其生物學特性確定了某些類別的試劑。 工作組建議,在對環境中的過氧化物酶體增殖物、纖維、灰塵和甲狀腺激素等物質進行評估之前, 專著 計劃,應召集特別的特設小組討論其特定行動機制的最新進展。
工作場所暴露評估涉及識別和評估工人可能接觸的物質,可以構建暴露指數以反映一般環境或吸入空氣中存在的物質數量,以及反映實際吸入、吞嚥或以其他方式吸收(攝入)的藥劑。 其他指標包括再吸收(吸收)的藥物量和靶器官的暴露量。 劑量是藥理學或毒理學術語,用於表示給予受試者的物質的量。 劑量率是每單位時間給藥的量。 在實際情況下,工作場所暴露的劑量很難確定,因為物理和生物過程,如吸入、吸收和分佈在人體中的藥劑,會導致暴露和劑量具有復雜的非線性關係。 接觸藥劑的實際水平的不確定性也使得難以量化接觸與健康影響之間的關係。
對於許多職業暴露,存在 時間窗口 在此期間,暴露或劑量與特定健康相關問題或症狀的發展最相關。 因此,生物學相關的暴露或劑量將是在相關時間窗內發生的暴露。 某些職業性致癌物暴露被認為具有此類相關的暴露時間窗。 癌症是一種潛伏期較長的疾病,因此與疾病最終發展相關的暴露可能發生在癌症實際顯現之前的許多年。 這種現像是違反直覺的,因為人們會預期工作壽命期間的累積暴露會是相關參數。 疾病表現時的暴露可能不是特別重要。
暴露模式——連續暴露、間歇暴露和有或沒有尖峰的暴露——也可能相關。 考慮暴露模式對於流行病學研究和環境測量都很重要,環境測量可用於監測健康標準的遵守情況或作為控制和預防計劃的一部分用於環境控制。 例如,如果健康影響是由峰值暴露引起的,則此類峰值水平必須是可監測的,以便加以控制。 僅提供有關長期平均暴露數據的監測是沒有用的,因為峰值偏移值很可能被平均值掩蓋,並且在它們發生時肯定無法控制。
特定終點的生物學相關暴露或劑量通常是未知的,因為沒有足夠詳細地了解攝入、攝取、分佈和消除的模式,或生物轉化的機制。 物質進入和離開身體的速率(動力學)和處理物質的生化過程(生物轉化)將有助於確定暴露、劑量和效應之間的關係。
環境監測是對工作場所的藥劑進行測量和評估,以評估環境暴露和相關健康風險。 生物監測是測量和評估工作場所物質或其在組織、分泌物或排泄物中的代謝物,以評估暴露情況和評估健康風險。 有時 生物標記物,例如 DNA 加合物,用作暴露量度。 生物標誌物也可能指示疾病過程本身的機制,但這是一個複雜的主題,本章將對此進行更全面的介紹 生物監測 稍後在此處進行討論。
暴露-響應建模中的基本模型的簡化如下:
曝光 攝取 分配,
消除、轉化目標劑量病理生理學效果
根據藥劑的不同,暴露-攝入和暴露-攝入關係可能很複雜。 對於許多氣體,可以根據工作日期間空氣中的藥劑濃度和吸入的空氣量進行簡單近似。 對於灰塵採樣,沉積模式也與顆粒大小有關。 尺寸方面的考慮也可能導致更複雜的關係。 本章 呼吸系統 提供了有關呼吸道毒性方面的更多詳細信息。
暴露和劑量評估是定量風險評估的要素。 健康風險評估方法通常構成為環境和職業標準確定空氣中有毒物質排放水平的暴露限值的基礎。 健康風險分析提供對特定健康影響發生概率(風險)的估計或對具有這些健康影響的病例數的估計。 通過健康風險分析,可以提供空氣、水或食物中毒物的可接受濃度,前提是 先驗 選擇可接受的風險大小。 定量風險分析已在癌症流行病學中得到應用,這解釋了對回顧性暴露評估的高度重視。 但是,在回顧性和前瞻性暴露評估中都可以找到更精細的暴露評估策略的應用,並且暴露評估原則也已在關注其他終點的研究中得到應用,例如良性呼吸系統疾病(Wegman 等人,1992 年;Post等人,1994 年)。 目前有兩個研究方向占主導地位。 一種使用從暴露監測信息中獲得的劑量估計,另一種依賴生物標誌物作為暴露量度。
暴露監測和劑量預測
不幸的是,對於許多暴露,很少有定量數據可用於預測開發特定終點的風險。 早在 1924 年,Haber 就假設健康影響的嚴重程度 (H) 與暴露濃度 (X) 和暴露時間 (T) 的乘積成正比:
高=X×T
所謂的哈伯定律構成了時間加權平均 (TWA) 暴露測量(即在特定時間段內進行的測量並取平均值)這一概念發展的基礎,這將是一種有用的暴露測量方法。 多年來,這種關於時間加權平均值是否充分的假設一直受到質疑。 1952 年,Adams 及其同事指出,“沒有科學依據可以使用時間加權平均值來整合不同的暴露……”(Atherly 1985)。 問題是很多關係比哈伯定律所代表的關係更複雜。 有許多藥劑的例子,其效果更取決於濃度而不是時間長度。 例如,來自實驗室研究的有趣證據表明,在暴露於四氯化碳的大鼠中,暴露模式(連續與間歇以及有或沒有峰值)以及劑量可以改變觀察到的大鼠發生肝酶水平變化的風險(博格斯等人,1987 年)。 另一個例子是生物氣溶膠,例如 α-澱粉酶,一種麵團改良劑,它會導致烘焙行業的工作人員發生過敏性疾病(Houba 等人,1996 年)。 尚不清楚發生此類疾病的風險是否主要取決於峰值暴露、平均暴露或累積暴露水平。 (Wong 1987;Checkoway 和 Rice 1992)。 大多數藥物的時間模式信息不可用,尤其是具有慢性影響的藥物。
Roach(1960 年;1970 年)在 1966 年代和 1977 年代首次嘗試模擬暴露模式和估計劑量。 他表明,在無限期暴露後,藥劑的濃度在受體處達到平衡值,因為消除會抵消藥劑的吸收。 在八小時的暴露中,如果藥物在目標器官的半衰期小於大約兩個半小時,則可以達到該平衡水平的 90%。 這說明對於半衰期短的藥劑,靶器官的劑量由短於八小時的暴露決定。 靶器官的劑量是暴露時間和長半衰期藥物濃度的函數。 Rappaport (1985) 應用了一種類似但更精細的方法。 他表明,在處理半衰期較長的藥物時,暴露的日內變異性影響有限。 他介紹了這個詞 受體阻尼.
上面提供的信息主要用於就合規性目的的暴露測量的適當平均時間得出結論。 自 Roach 的論文以來,眾所周知,對於刺激物,必須採集平均時間較短的樣品,而對於半衰期較長的物質(如石棉),則必須近似計算累積暴露的長期平均值。 然而,人們應該意識到,許多國家出於合規目的而採用的隨機抽樣策略和八小時時間平均暴露策略的二分法是對上述生物學原理的極其粗略的翻譯。
在 Wegman 等人的論文中可以找到基於流行病學中的藥代動力學原理改進暴露評估策略的示例。 (1992)。 他們應用了一種有趣的暴露評估策略,使用連續監測設備測量個人粉塵暴露峰值水平,並將這些與每 15 分鐘發生的急性可逆呼吸道症狀聯繫起來。他們的論文中廣泛討論了此類研究中的一個概念性問題,即定義與健康相關的峰值暴露。 同樣,峰的定義將取決於生物學方面的考慮。 Rappaport (1991) 對峰值暴露在疾病過程中具有病因學相關性提出了兩個要求:(1) 藥劑從體內迅速消除,以及 (2) 在峰值暴露期間存在非線性生物損傷率。 生物損傷的非線性速率可能與攝取的變化有關,而攝取的變化又與暴露水平、宿主易感性、與其他暴露的協同作用、在更高暴露或疾病過程的閾值水平下參與其他疾病機制有關。
這些例子還表明,藥代動力學方法可以導致劑量估計以外的其他方面。 藥代動力學模型的結果還可用於探索現有暴露指數的生物學相關性,並設計新的與健康相關的暴露評估策略。
暴露的藥代動力學模型也可以生成目標器官實際劑量的估計值。 例如,在臭氧這種急性刺激性氣體的情況下,已經開發了一些模型來預測氣道中的組織濃度,它是距氣管一定距離的肺空氣空間中平均臭氧濃度的函數,氣管的半徑氣道、平均空氣速度、有效擴散以及從空氣到肺表面的臭氧通量(Menzel 1987;Miller 和 Overton 1989)。 此類模型可用於預測特定氣道區域的臭氧劑量,具體取決於環境臭氧濃度和呼吸模式。
在大多數情況下,目標劑量的估計是基於隨時間推移的暴露模式信息、工作經歷和藥物攝取、分佈、消除和轉化的藥代動力學信息。 整個過程可以用一組可以數學求解的方程式來描述。 通常,人類無法獲得有關藥代動力學參數的信息,因此必須使用基於動物實驗的參數估計值。 現在有幾個使用暴露的藥代動力學模型來生成劑量估計的例子。 文獻中首次提到將暴露數據建模為劑量估計值可以追溯到 Jahr (1974) 的論文。
雖然劑量估計通常沒有得到驗證並且在流行病學研究中的應用有限,但新一代的暴露或劑量指數有望在流行病學研究中產生最佳的暴露-反應分析(Smith 1985,1987)。 藥代動力學模型尚未解決的一個問題是,毒性藥物的動力學存在較大的種間差異,因此,藥代動力學參數的個體內差異效應值得關注 (Droz 1992)。
暴露的生物監測和生物標誌物
生物監測提供劑量估計,因此通常被認為優於環境監測。 然而,生物監測指標的個體差異可能相當大。 為了得出可接受的工人劑量估計值,必須進行重複測量,有時測量工作量可能比環境監測工作量更大。
一項關於工人生產玻璃纖維增強塑料製成的船的有趣研究說明了這一點(Rappaport 等人,1995 年)。 通過反複測量空氣中的苯乙烯來評估苯乙烯暴露的可變性。 監測暴露工人呼出空氣中的苯乙烯,以及姐妹染色單體交換 (SCE)。 他們表明,就所需的測量次數而言,使用空氣中的苯乙烯作為暴露量度的流行病學研究比使用其他暴露指數的研究更有效。 對於空氣中的苯乙烯,需要重複三次才能以給定的精度估算長期平均暴露量。 對於呼出空氣中的苯乙烯,每個工人需要重複 20 次,而對於 SCE,需要重複 XNUMX 次。 對這一觀察結果的解釋是信噪比,由每天和工人之間暴露的變異性決定,與暴露的兩種生物標誌物相比,空氣中的苯乙烯更有利。 因此,儘管某個暴露替代物的生物學相關性可能是最佳的,但由於信噪比有限,暴露-反應分析的性能仍然很差,從而導致錯誤分類錯誤。
Droz (1991) 應用藥代動力學模型研究了基於空氣採樣的暴露評估策略與依賴於藥物半衰期的生物監測策略相比的優勢。 他表明,生物監測也受到生物變異性的很大影響,而這與毒理學測試的變異性無關。 他建議,當所考慮的試劑的半衰期小於大約 XNUMX 小時時,使用生物指示劑不存在統計優勢。
儘管由於測量變量的可變性,人們可能傾向於決定測量環境暴露而不是影響的生物指標,但可以找到選擇生物標誌物的其他論據,即使這會導致更大的測量工作,例如當存在大量皮膚暴露時。 對於殺蟲劑和某些有機溶劑等試劑,皮膚接觸比空氣接觸更重要。 暴露的生物標誌物將包括這種暴露途徑,而皮膚暴露的測量是複雜的並且結果不容易解釋(Boleij 等人,1995 年)。 農業工人使用“墊”評估皮膚接觸的早期研究表明,根據工人的任務,農藥在體表的分佈顯著。 然而,由於關於皮膚吸收的信息很少,暴露曲線還不能用於估計內部劑量。
生物標誌物在癌症流行病學方面也具有相當大的優勢。 當生物標誌物是效果的早期標誌物時,使用它可能會縮短隨訪時間。 儘管需要驗證研究,但暴露或個體易感性的生物標誌物可能會導致更強大的流行病學研究和更精確的風險估計。
時間窗分析
與藥代動力學模型的發展並行,流行病學家在數據分析階段探索了新方法,例如“時間框架分析”,將相關暴露期與終點相關聯,並在職業癌症流行病學中實施時間模式對暴露或峰值暴露的影響(Checkoway 和 Rice 1992)。 從概念上講,這種技術與藥代動力學模型有關,因為暴露和結果之間的關係是通過對不同的暴露期、暴露模式和暴露水平施加權重來優化的。 在藥代動力學建模中,這些重量被認為具有生理學意義並且是預先估計的。 在時間框架分析中,權重是根據統計標準從數據中估算出來的。 Hodgson 和 Jones (1990) 給出了這種方法的例子,他們分析了一群英國錫礦工人中氡氣暴露與肺癌之間的關係,Seixas、Robins 和 Becker (1993) 分析了粉塵與肺癌之間的關係一組美國煤礦工人的暴露和呼吸健康。 Peto 等人的一項非常有趣的研究強調了時間窗口分析的相關性。 (1982)。
他們表明,在一組絕緣工人中,間皮瘤死亡率似乎與自首次接觸和累積接觸以來的某些時間函數成正比。 自第一次暴露以來的時間特別相關,因為該變量是纖維從其沉積在肺部的位置遷移到胸膜所需時間的近似值。 這個例子展示了沉積和遷移的動力學如何在很大程度上決定風險函數。 時間框架分析的一個潛在問題是它需要關於暴露時間和暴露水平的詳細信息,這阻礙了它在許多慢性病結果研究中的應用。
結語
總之,藥代動力學建模和時間框架或時間窗分析的基本原則得到廣泛認可。 該領域的知識主要用於製定暴露評估策略。 然而,更精細地使用這些方法需要大量的研究工作,並且必須加以開發。 因此,申請數量仍然有限。 相對簡單的應用程序,例如根據端點開發更優化的暴露評估策略,已得到更廣泛的應用。 開發暴露或影響生物標誌物的一個重要問題是驗證這些指標。 通常認為可測量的生物標誌物可以比傳統方法更好地預測健康風險。 然而,不幸的是,很少有驗證研究證實這一假設。
第 1 組 - 對人類致癌 (74)
代理和代理組
黃曲霉毒素 [1402-68-2] (1993)
4-氨基聯苯 [92-67-1]
砷[7440-38-2]及砷化合物2
石棉 [1332-21-4]
硫唑嘌呤 [446-86-6]
苯 [71-43-2]
聯苯胺 [92-87-5]
鈹 [7440-41-7] 和鈹化合物 (1993)3
Bis(2-chloroethyl)-2-naphthylamine (Chlornaphazine)[494-03-1]
雙(氯甲基)醚[542-88-1]和氯甲基甲基醚[107-30-2](工業級)
1,4-丁二醇二甲磺酸酯 (Myleran) [55-98-1]
鎘[7440-43-9]及鎘化合物(1993)3
苯丁酸氮芥 [305-03-3]
1-(2-Chloroethyl)-3-(4-methylcyclohexyl)-1-nitrosourea (Methyl-CCNU; Semustine) [13909-09-6]
鉻 [VI] 化合物 (1990)3
環孢素 [79217-60-0] (1990)
Cyclophosphamide [50-18-0] [6055-19-2]
己烯雌酚 [56-53-1]
毛沸石 [66733-21-9]
環氧乙烷4 [75-21-8](1994)
幽門螺桿菌 (感染)(1994)
乙型肝炎病毒(慢性感染)(1993 年)
丙型肝炎病毒(慢性感染)(1993 年)
人乳頭瘤病毒 16 型 (1995)
人乳頭瘤病毒 18 型 (1995)
人類 T 細胞嗜淋巴細胞病毒 I 型 (1996)
馬法蘭 [148-82-3]
8-甲氧補骨脂素(Methoxsalen)[298-81-7]加紫外線A輻射
MOPP 和其他聯合化療,包括烷化劑
芥子氣(Sulphur mustard) [505-60-2]
2-萘胺 [91-59-8]
鎳化合物 (1990)3
雌激素替代療法
雌激素,非甾體2
雌激素類固醇2
後鱟 (感染)(1994)
口服避孕藥,聯合5
口服避孕藥,序貫
氡 [10043-92-2] 及其衰變產物 (1988)
血吸蟲血吸蟲 (感染)(1994)
二氧化矽 [14808-60-7] 結晶(以石英或方石英的形式從職業來源吸入)
太陽輻射 (1992)
含石棉纖維的滑石粉
他莫昔芬 [10540-29-1]6
噻替哌 [52-24-4] (1990)
三硫丹 [299-75-2]
氯乙烯 [75-01-4]
混合物
酒精飲料 (1988)
含有非那西丁的鎮痛混合物
檳榔配煙草
煤焦油瀝青 [65996-93-2]
煤焦油 [8007-45-2]
礦物油,未經處理和輕度處理
鹹魚(中式)(1993)
頁岩油 [68308-34-9]
煤煙
煙草製品,無菸的
煙
木屑
暴露情況
鋁生產
金胺,製造
靴子和鞋子的製造和修理
煤炭氣化
焦炭生產
家具和櫥櫃製作
接觸氡的赤鐵礦開採(地下)
鋼鐵立業
異丙醇製造(強酸法)
洋紅色,製造 (1993)
畫家(職業暴露作為)(1989)
橡膠行業
含有硫酸的強無機酸霧(職業接觸)(1992 年)
2A 組——可能對人類致癌 (56)
代理和代理組
丙烯酰胺 [79-06-1] (1994)8
丙烯腈 [107-13-1]
阿黴素8 [23214 92 8]
雄激素(合成代謝)類固醇
阿扎胞苷8 [320-67-2](1990)
奔馳[a]蒽8 [56 55 3]
聯苯胺染料8
苯並[a]芘8 [50 32 8]
雙氯乙基亞硝基脲 (BCNU) [154-93-8]
1,3-Butadiene [106-99-0] (1992)
敵菌丹 [2425-06-1] (1991)
氯黴素 [56-75-7] (1990)
1-(2-氯乙基)-3-環己基-1-亞硝基脲8 (華師大)[13010-47-4]
p-氯o-甲苯胺 [95-69-2] 及其強酸鹽 (1990)3
氯脲佐菌素8 [54749-90-5](1990)
順鉑8 [15663 27 1]
華支睾吸蟲 (感染)8 (1994)
二苯[啊]蒽8 [53 70 3]
硫酸二乙酯 [64-67-5] (1992)
二甲基氨基甲酰氯8 [79 44 7]
硫酸二甲酯8 [77 78 1]
表氯醇8 [106 89 8]
二溴乙烯8 [106 93 4]
N-乙基-N-亞硝基脲8 [759 73 9]
甲醛 [50-00-0])
IQ8 (2-氨基-3-甲基咪唑[4,5-f]喹啉) [76180-96-6] (1993)
5甲氧基補骨脂素8 [484 20 8]
4,4'-亞甲基雙(2-氯苯胺)(MOCA)8 [101-14-4](1993)
N-甲基-N'-硝基-N-亞硝基胍8 (MNNG) [70-25-7]
N-甲基-N-亞硝基脲8 [684 93 5]
氮芥 [51-75-2]
N-亞硝基二乙胺8 [55 18 5]
N-亞硝基二甲胺 8 [62 75 9]
非那西丁 [62-44-2]
鹽酸丙卡巴肼8 [366 70 1]
四氯乙烯 [127-18-4]
三氯乙烯 [79-01-6]
7,8-氧化苯乙烯8 [96-09-3](1994)
三(2,3-二溴丙基)磷酸酯8 [126 72 7]
紫外線A8 (1992)
紫外線B8 (1992)
紫外線輻射 C8 (1992)
溴化乙烯6 [593-60-2]
氟乙烯 [75-02-5]
混合物
雜酚油 [8001-58-9]
柴油機排氣(1989)
辣妹 (1991)
無砷殺蟲劑(噴灑和應用中的職業暴露)(1991 年)
多氯聯苯 [1336-36-3]
暴露情況
藝術玻璃、玻璃容器和壓制製品(製造)(1993 年)
美髮師或理髮師(職業暴露作為)(1993 年)
石油精煉(職業暴露)(1989 年)
日光燈和日光浴床(使用)(1992 年)
2B 組——可能對人類致癌 (225)
代理和代理組
A–α–C (2-氨基-9H-吡啶並[2,3-b]吲哚) [26148-68-5]
乙醛 [75-07-0]
乙酰胺 [60-35-5]
AF-2 [2-(2-Furyl)-3-(5-nitro-2-furyl)acrylamide] [3688-53-7]
黃曲霉毒素 M1 [6795-23-9] (1993)
p-氨基偶氮苯 [60-09-3]
o-氨基偶氮甲苯 [97-56-3]
2-Amino-5-(5-nitro-2-furyl)-1,3,4-thiadiazole [712-68-5]
阿米特羅 [61-82-5]
o-茴香胺 [90-04-0]
三氧化二銻 [1309-64-4] (1989)
芳綸 [140-57-8]
阿特拉津9 [1912-24-9](1991)
金胺[492-80-8](工業級)
氮絲氨酸 [115-02-6]
苯並[b]熒蒽[205-99-2]
苯並[j]熒蒽[205-82-3]
苯並[k]熒蒽[207-08-9]
芐基紫4B [1694-09-3]
博萊黴素 [11056-06-7]
蕨菜
溴二氯甲烷 [75-27-4] (1991)
丁基羥基茴香醚 (BHA) [25013-16-5]
β-丁內酯 [3068-88-0]
咖啡酸 [331-39-5] (1993)
炭黑提取物
四氯化碳 [56-23-5]
陶瓷纖維
氯丹 [57-74-9] (1991)
十氯酮 (Kepone) [143-50-0]
氯菌酸 [115-28-6] (1990)
α-氯化甲苯(芐基氯、苯甲酰氯、三氯甲苯)
p-氯苯胺[106-47-8] (1993)
氯仿 [67-66-3]
1-Chloro-2-methylpropene [513-37-1]
氯酚類
氯苯氧除草劑
4-氯-o-苯二胺 [95-83-0]
CI酸性紅114 [6459-94-5] (1993)
CI鹼性紅9 [569-61-9] (1993)
CI 直接藍 15 [2429-74-5] (1993)
柑橘紅2號 [6358-53-8]
鈷[7440-48-4]及鈷化合物3 (1991)
p-克西丁 [120-71-8]
蘇鐵素 [14901-08-7]
達卡巴嗪 [4342-03-4]
Dantron(Chrysazin;1,8-二羥基蒽醌)[117-10-2] (1990)
道諾黴素 [20830-81-3]
滴滴涕´-滴滴涕,50-29-3](1991)
N,N'-二乙酰聯苯胺 [613-35-4]
2,4-二氨基苯甲醚 [615-05-4]
4,4'-二氨基二苯醚 [101-80-4]
2,4-二氨基甲苯 [95-80-7]
二苯[啊]吖啶[226-36-8]
二苯[一個,j]吖啶[224-42-0]
7H-二苯並[克,克]咔唑[194-59-2]
二苯並[一個,一個]芘 [192-65-4]
二苯並[啊]芘 [189-64-0]
二苯並[一,我]芘 [189-55-9]
二苯並[一,升]芘 [191-30-0]
1,2-Dibromo-3-chloropropane [96-12-8]
p-二氯苯 [106-46-7]
3,3'-二氯聯苯胺 [91-94-1]
3,3´-Dichloro-4,4´-diaminodiphenyl ether [28434-86-8]
1,2-二氯乙烷 [107-06-2]
二氯甲烷(二氯甲烷) [75-09-2]
1,3-二氯丙烯[542-75-6](工業級)
敵敵畏 [62-73-7] (1991)
二環氧丁烷 [1464-53-5]
二(2-乙基己基)鄰苯二甲酸酯 [117-81-7]
1,2-二乙基肼 [1615-80-1]
間苯二酚二縮水甘油醚 [101-90-6]
二氫黃樟素 [94-58-6]
硫酸二異丙酯 [2973-10-6] (1992)
3,3'-二甲氧基聯苯胺 (o-聯茴香胺) [119-90-4]
p-二甲基氨基偶氮苯 [60-11-7]
反式2-[(Dimethylamino)methylimino]-5-[2-(5-nitro-2-furyl)-vinyl]-1,3,4-oxadiazole [25962-77-0]
2,6-二甲基苯胺(2,6-二甲苯胺)[87-62-7] (1993)
3,3'-二甲基聯苯胺 (o-聯苯胺) [119-93-7]
二甲基甲酰胺 [68-12-2] (1989)
1,1-二甲基肼 [57-14-7]
1,2-二甲基肼 [540-73-8]
3,7-二硝基熒蒽 [105735-71-5]
3,9-二硝基熒蒽 [22506-53-2]
1,6-Dinitropyrene [42397-64-8] (1989)
1,8-Dinitropyrene [42397-65-9] (1989)
2,4-二硝基甲苯 [121-14-2]
2,6-二硝基甲苯 [606-20-2]
1,4-二噁烷 [123-91-1]
分散藍1 [2475-45-8] (1990)
丙烯酸乙酯 [140-88-5]
亞乙基硫脲 [96-45-7]
甲磺酸乙酯 [62-50-0]
2-(2-Formylhydrazino)-4-(5-nitro-2-furyl)thiazole [3570-75-0]
玻璃棉 (1988)
Glu-P-1(2-氨基-6-甲基聯吡啶[1,2-a:3',2'-d]咪唑)[67730-11-4]
Glu-P-2(2-氨基二吡啶並 [1,2-a:3',2'-d]咪唑) [67730-10-3]
縮水甘油醛 [765-34-4]
灰黃黴素 [126-07-8]
HC 藍 1 號 [2784-94-3] (1993)
七氯 [76-44-8] (1991)
六氯苯 [118-74-1]
六氯環己烷
六甲基磷酰胺 [680-31-9]
2 型人類免疫缺陷病毒(感染)(1996 年)
人乳頭瘤病毒:16、18、31 和 33 以外的某些類型(1995 年)
肼 [302-01-2]
茚並[1,2,3,193-cd]芘 [39-5-XNUMX]
鐵葡聚醣複合物 [9004-66-4]
異戊二烯 [78-79-5] (1994)
西蘭花鹼 [303-34-4]
鉛[7439-92-1]和鉛化合物,無機的3
品紅 [632-99-5](含 CI 鹼性紅 9)(1993)
MeA-α-C(2-氨基-3-甲基-9H-吡啶並[2,3-b]吲哚)[68006-83-7]
醋酸甲羥孕酮 [71-58-9]
MeIQ(2-氨基-3,4-二甲基咪唑[4,5-f]喹啉)[77094-11-2] (1993)
MeIQx (2-Amino-3,8-dimethylimidazo[4,5-f]quinoxaline) [77500-04-0] (1993)
美法蘭 [531-76-0]
2-甲基氮丙啶(丙烯亞胺)[75-55-8]
甲基偶氮甲醇乙酸酯 [592-62-1]
5-甲基屈 [3697-24-3]
4,4´-Methylene bis(2-methylaniline) [838-88-0]
4,4'-亞甲基雙苯胺 [101-77-9]
甲基汞化合物 (1993)3
甲磺酸甲酯 [66-27-3]
2-甲基-1-硝基蒽醌[129-15-7](不確定純度)
N-甲基-N-亞硝基氨基甲酸酯 [615-53-2]
甲基硫氧嘧啶 [56-04-2]
甲硝唑 [443-48-1]
滅蟻靈 [2385-85-5]
絲裂黴素C [50-07-7]
野百合鹼 [315-22-0]
5-(Morpholinomethyl)-3-[(5-nitrofurfurylidene)amino]-2-oxazolidinone [3795-88-8]
萘酚平 [3771-19-5]
鎳,金屬 [7440-02-0] (1990)
硝唑 [61-57-4]
次氮基三乙酸[139-13-9]及其鹽類 (1990)3
5-硝基苊 [602-87-9]
2-Nitroanisole [91-23-6] (1996)
硝基苯 [98-95-3] (1996)
6-Nitrochrysene [7496-02-8] (1989)
Nitrofen [1836-75-5],工業級
2-Nitrofluorene [607-57-8] (1989)
1-[(5-Nitrofurfurylidene)amino]-2-imidazolidinone [555-84-0]
N-[4-(5-Nitro-2-furyl)-2-thiazolyl]acetamide [531-82-8]
氮芥N-氧化物 [126-85-2]
2-硝基丙烷 [79-46-9]
1-Nitropyrene [5522-43-0] (1989)
4-Nitropyrene [57835-92-4] (1989)
N-亞硝基-n-丁胺[924-16-3]
N-亞硝基二乙醇胺 [1116-54-7]
N-亞硝基-n-丙胺[621-64-7]
3-(N-亞硝基甲基氨基)丙腈 [60153-49-3]
4-(N-Nitrosomethylamino)-1-(3-pyridyl)-1-butanone (NNK) [64091-91-4]
N-亞硝基甲基乙胺 [10595-95-6]
N-亞硝基甲基乙烯胺 [4549-40-0]
N-亞硝基嗎啉 [59-89-2]
N'-亞硝基降菸鹼 [16543-55-8]
N-亞硝基哌啶 [100-75-4]
N-亞硝基吡咯烷 [930-55-2]
N-亞硝基肌氨酸 [13256-22-9]
赭曲霉毒素 A [303-47-9] (1993)
油橙SS [2646-17-5]
奧沙西泮 [604-75-1] (1996)
坡縷石(凹凸棒石)[12174-11-7](長纖維,>>5 微米)(1997)
Panfuran S(含二羥甲基呋喃三嗪[794-93-4])
五氯苯酚 [87-86-5] (1991)
非那吡啶鹽酸鹽 [136-40-3]
苯巴比妥 [50-06-6]
苯氧芐明鹽酸鹽 [63-92-3]
苯基縮水甘油醚[122-60-1] (1989)
苯妥英 [57-41-0]
PhIP(2-氨基-1-甲基-6-苯基咪唑[4,5-b]吡啶) [105650-23-5] (1993)
麗春紅MX [3761-53-3]
麗春紅3R [3564-09-8]
溴酸鉀 [7758-01-2]
孕激素
1,3-丙烷磺內酯 [1120-71-4]
β-丙內酯 [57-57-8]
環氧丙烷 [75-56-9] (1994)
丙基硫氧嘧啶 [51-52-5]
岩棉 (1988)
糖精 [81-07-2]
黃樟素 [94-59-7]
日本血吸蟲 (感染)(1994)
礦渣棉 (1988)
鈉 o-苯酚 [132-27-4]
雜色黴素 [10048-13-2]
鏈脲佐菌素 [18883-66-4]
苯乙烯 [100-42-5] (1994)
硫酸鹽 [95-06-7]
四硝基甲烷 [509-14-8] (1996)
硫代乙酰胺 [62-55-5]
4,4'-硫代苯胺 [139-65-1]
硫脲 [62-56-6]
甲苯二異氰酸酯 [26471-62-5]
o-甲苯胺 [95-53-4]
三氯甲鹼(鹽酸曲莫司汀)[817-09-4] (1990)
Trp-P-1(3-氨基-1,4-二甲基-5H吡啶並[4,3-b]吲哚) [62450-06-0]
Trp-P-2 (3-Amino-1-methyl-5H-pyrido[4,3-b]indole) [62450-07-1]
台盼藍 [72-57-1]
尿嘧啶芥 [66-75-1]
聚氨酯 [51-79-6]
醋酸乙烯 [108-05-4] (1995)
4-Vinylcyclohexene [100-40-3] (1994)
4-乙烯基環己烯雙環氧化合物 [107-87-6] (1994)
混合物
瀝青 [8052-42-4],蒸汽精煉和空氣精煉的提取物
角叉菜膠 [9000-07-1],已降解
平均碳鍊長度為 C12 且平均氯化度約為 60% 的氯化石蠟 (1990)
咖啡(膀胱)9 (1991)
船用柴油 (1989)
發動機尾氣,汽油 (1989)
燃料油,殘渣(重質)(1989)
汽油 (1989)
泡菜(亞洲傳統)(1993)
多溴聯苯 [Firemaster BP-6, 59536-65-1]
毒殺芬(多氯莰烯)[8001-35-2]
毒素來源於 串珠鐮刀菌 (1993)
焊接煙塵 (1990)
暴露情況
木工和細木工
乾洗(職業暴露)(1995 年)
印刷過程(職業暴露)(1996 年)
紡織製造業(在職)(1990年)
第 3 組 - 無法分類為對人類的致癌性 (480)
代理和代理組
吖啶橙 [494-38-2]
吖啶氯銨 [8018-07-3]
丙烯醛 [107-02-8]
丙烯酸 [79-10-7]
腈綸纖維
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物
放線菌素D [50-76-0]
涕滅威 [116-06-3] (1991)
艾氏劑 [309-00-2]
烯丙基氯 [107-05-1]
異硫氰酸烯丙酯 [57-06-7]
異戊酸烯丙酯 [2835-39-4]
莧菜 [915-67-3]
5-氨基苊 [4657-93-6]
2-氨基蒽醌 [117-79-3]
p-氨基苯甲酸 [150-13-0]
1-Amino-2-methylanthraquinone [82-28-0]
2-Amino-4-nitrophenol [99-57-0] (1993)
2-Amino-5-nitrophenol [121-88-0] (1993)
4-Amino-2-nitrophenol [119-34-6]
2-Amino-5-nitrothiazole [121-66-4]
11-氨基十一烷酸 [2432-99-7]
氨芐青黴素 [69-53-4] (1990)
麻醉劑,揮發性
Angelicin [523-50-2]加紫外線A輻射
苯胺 [62-53-3]
p-茴香胺 [104-94-9]
蒽蒽 [191-26-4]
蒽 [120-12-7]
鄰氨基苯甲酸 [118-92-3]
三硫化二銻 [1345-04-6] (1989)
阿福拉特 [52-46-0]
p-芳綸纖維 [24938-64-5] (1997)
金硫葡萄糖 [12192-57-3]
氮丙啶 [151-56-4]
2-(1-Aziridinyl)ethanol [1072-52-2]
氮丙啶基苯醌 [800-24-8]
偶氮苯 [103-33-3]
奔馳[a]吖啶[225-11-6]
奔馳[c]吖啶[225-51-4]
苯並[GHI]熒蒽[203-12-3]
苯並[a]芴[238-84-6]
苯並[b]芴[243-17-4]
苯並[c]芴[205-12-9]
苯並[GHI]苝[191-24-2]
苯並[c]菲 [195-19-7]
苯並[e]芘 [192-97-2]
p-苯醌二肟 [105-11-3]
苯甲酰氯 [98-88-4]
過氧化苯甲酰 [94-36-0]
乙酸芐酯 [140-11-4]
雙(1-氮丙啶基)嗎啉膦硫化物 [2168-68-5]
雙(2-氯乙基)醚 [111-44-4]
1,2-雙(氯甲氧基)乙烷 [13483-18-6]
1,4-雙(氯甲氧基甲基)苯 [56894-91-8]
Bis(2-chloro-1-methylethyl)ether [108-60-1]
Bis(2,3-epoxycyclopentyl)ether [2386-90-5] (1989)
雙酚A二縮水甘油醚 [1675-54-3] (1989)
亞硫酸氫鹽 (1992)
藍色VRS [129-17-9]
亮藍FCF,二鈉鹽 [3844-45-9]
溴氯乙腈 [83463-62-1] (1991)
溴乙烷 [74-96-4] (1991)
溴仿 [75-25-2] (1991)
n-丙烯酸丁酯 [141-32-2]
丁基化羥基甲苯 (BHT) [128-37-0]
鄰苯二甲酸丁芐酯 [85-68-7]
γ-丁內酯 [96-48-0]
咖啡因 [58-08-2] (1991)
斑蝥素 [56-25-7]
卡普坦 [133-06-2]
西維因 [63-25-2]
咔唑 [86-74-8]
3-羧甲氧基補骨脂素 [20073-24-9]
胭脂紅 [3567-69-9]
角叉菜膠 [9000-07-1],原產地
兒茶酚 [120-80-9]
氯醛 [75-87-6] (1995)
水合氯醛 [302-17-0] (1995)
殺蟲脒 [6164-98-3]
氯化二苯並二噁英(TCDD 除外)
氯化飲用水 (1991)
氯乙腈 [107-14-2] (1991)
氯苯甲酸酯 [510-15-6]
一氯二溴甲烷[124-48-1] (1991)
一氯二氟甲烷 [75-45-6]
氯乙烷 [75-00-3] (1991)
氯氟甲烷 [593-70-4]
3-Chloro-2-methylpropene [563-47-3] (1995)
4-氯-m-苯二胺 [5131 60 2]
Chloronitrobenzenes [88-73-3; 121-73-3; 100-00-5] (1996)
氯丁二烯 [126 99 8]
氯苯胺靈 [101-21-3]
氯喹 [54-05-7]
百菌清 [1897-45-6]
2-Chloro-1,1,1-trifluoroethane [75-88-7]
膽固醇 [57-88-5]
鉻 [III] 化合物 (1990)
鉻 [7440-47-3],金屬 (1990)
屈 [218-01-9]
水楊酸 [532-82-1]
CI酸性橙3 [6373-74-6] (1993)
西咪替丁 [51481-61-9] (1990)
鄰氨基苯甲酸肉桂酯 [87-29-6]
CI顏料紅3 [2425-85-6] (1993)
桔梗 [518-75-2]
安妥明 [637-07-0]
克羅米芬 [50-41-9]
煤塵 (1997)
8-羥基喹啉銅 [10380-28-6]
冠烯 [191-07-1]
香豆素 [91-64-5]
m-克西丁 [102-50-1]
巴豆醛 [4170-30-3] (1995)
甜蜜素 [甜蜜素, 139-05-9]
環氯鹼 [12663-46-6]
環己酮 [108-94-1] (1989)
環戊烷[cd]芘 [27208-37-3]
D&C 紅9號[5160-02-1] (1993)
氨苯砜 [80-08-0]
十溴二苯醚 [1163-19-5] (1990)
溴氰菊酯 [52918-63-5] (1991)
二乙酰氨基偶氮甲苯 [83-63-6]
擴張 [2303-16-4]
1,2-Diamino-4-nitrobenzene [99-56-9]
1,4-Diamino-2-nitrobenzene [5307-14-2] (1993)
2,5-二氨基甲苯 [95-70-5]
地西泮 [439-14-5]
重氮甲烷 [334-88-3]
二苯[一、三]蒽[215-58-7]
二苯[一個,j]蒽[224-41-9]
二苯並-p-二噁英 (1997)
二苯並[一個,一個]熒蒽[5385-75-1]
二苯並[早先]五環[192-47-2]
二溴乙腈 [3252-43-5] (1991)
二氯乙酸 [79-43-6] (1995)
二氯乙腈 [3018-12-0] (1991)
二氯乙炔 [7572-29-4]
o-二氯苯 [95-50-1]
TRANs-1,4-二氯丁烯 [110-57-6]
2,6-二氯對苯二胺 [609-20-1]
1,2-二氯丙烷 [78-87-5]
三氯殺蟎醇 [115-32-2]
狄氏劑 [60-57-1]
二(2-乙基己基)己二酸酯 [103-23-1]
二羥甲基呋喃三嗪 [794-93-4]
二甲氧烷 [828-00-2]
3,3´-Dimethoxybenzidine-4,4´-diisocyanate [91-93-0]
p-二甲基氨基偶氮苯重氮磺酸鈉[140-56-7]
4,4'-二甲基當歸素 [22975-76-4] 加紫外線輻射
4,5'-二甲基當歸素 [4063-41-6] 加上紫外線 A
N,N-二甲基苯胺 [121-69-7] (1993)
亞磷酸氫二甲酯 [868-85-9] (1990)
1,4-二甲基菲 [22349-59-3]
1,3-Dinitropyrene [75321-20-9] (1989)
二亞硝基五亞甲基四胺 [101-25-7]
2,4'-二苯二胺 [492-17-1]
分散黃3 [2832-40-8] (1990)
雙硫崙 [97-77-8]
地蒽酚 [1143-38-0]
多西西泮 [40762-15-0] (1996)
屈洛昔芬 [82413-20-5] (1996)
杜爾辛 [150-69-6]
異狄氏劑 [72-20-8]
伊紅 [15086-94-9]
1,2-Epoxybutane [106-88-7] (1989)
3,4-Epoxy-6-methylcyclohexylmethyl-3,4-epoxy-6-methylcyclohexane carboxylate [141-37-7]
順-9,10-環氧硬脂酸 [2443-39-2]
艾司唑侖[29975-16-4] (1996)
乙硫異煙胺 [536-33-4]
乙烯 [74-85-1] (1994)
乙硫醚 [420-12-2]
丙烯酸2-乙基己酯[103-11-7] (1994)
硒酸乙酯 [5456-28-0]
碲酸乙酯 [20941-65-5]
丁香酚 [97-53-0]
伊文思藍[314-13-6]
堅牢綠FCF [2353-45-9]
氰戊菊酯 [51630-58-1] (1991)
福美 [14484-64-1]
三氧化二鐵 [1309-37-1]
氟草隆 [2164-17-2]
熒蒽 [206-44-0]
芴 [86-73-7]
熒光燈 (1992)
氟化物(無機,用於飲用水)
5-氟尿嘧啶 [51-21-8]
呋喃唑酮 [67-45-8]
糠醛[98-01-1] (1995)
呋塞米 (Frusemide) [54-31-9] (1990)
吉非羅齊 [25812-30-0] (1996)
玻璃絲 (1988)
油酸縮水甘油酯 [5431-33-4]
硬脂酸縮水甘油酯 [7460-84-6]
幾內亞綠 B [4680-78-8]
絞花苷 [16568-02-8]
赤鐵礦 [1317-60-8]
HC 藍 2 號 [33229-34-4] (1993)
慧聰紅3號[2871-01-4] (1993)
慧聰黃4號[59820-43-8](1993)
丁型肝炎病毒 (1993)
六氯丁二烯 [87-68-3]
六氯乙烷 [67-72-1]
六氯酚 [70-30-4]
人類 T 細胞嗜淋巴細胞病毒 II 型 (1996)
氫蒽酮甲磺酸鹽 [23255-93-8]
肼苯噠嗪 [86-54-4]
鹽酸 [7647-01-0] (1992)
氫氯噻嗪 [58-93-5] (1990)
雙氧水 [7722-84-1]
對苯二酚 [123-31-9]
4-羥基偶氮苯 [1689-82-3]
8-羥基喹啉 [148-24-3]
羥基森柯金 [26782-43-4]
次氯酸鹽 (1991)
鐵-糊精複合物 [9004-51-7]
山梨糖醇鐵-檸檬酸絡合物 [1338-16-5]
靛藍鹼 [15503-86-3]
異煙酰肼(Isoniazid) [54-85-3]
異磷酰胺 [3778-73-2]
異丙醇 [67-63-0]
異丙基油
異黃樟素 [120-58-1]
雅各賓 [6870-67-3]
山柰酚 [520-18-3]
過氧化月桂酰 [105-74-8]
有機鉛 [75-74-1]、[78-00-2]
淺綠色順豐[5141-20-8]
d-檸檬烯 [5989-27-5] (1993)
黃體苷 [21884-44-6]
馬拉硫磷 [121-75-5]
馬來酰肼 [123-33-1]
丙二醛 [542-78-9]
代森錳 [12427-38-2]
鹽酸甘露莫司汀 [551-74-6]
美法崙 [13045-94-8]
三聚氰胺 [108-78-1]
6-巰基嘌呤 [50-44-2]
汞 [7439-97-6] 和無機汞化合物 (1993)
焦亞硫酸鹽 (1992)
甲氨蝶呤 [59-05-2]
甲氧滴滴涕 [72-43-5]
丙烯酸甲酯 [96-33-3]
5-Methylangelicin [73459-03-7]加紫外線A輻射
溴甲烷 [74-83-9]
氨基甲酸甲酯 [598-55-0]
氯甲烷 [74-87-3]
1-甲基屈 [3351-28-8]
2-甲基屈 [3351-32-4]
3-甲基屈 [3351-31-3]
4-甲基屈 [3351-30-2]
6-甲基屈 [1705-85-7]
N-甲基-N,4-二硝基苯胺[99-80-9]
4,4'-亞甲基雙(N,N-二甲基)苯胺 [101-61-1]
4,4'-亞甲基二苯基二異氰酸酯 [101-68-8]
2-甲基熒蒽 [33543-31-6]
3-甲基熒蒽 [1706-01-0]
甲基乙二醛 [78-98-8] (1991)
碘甲烷 [74-88-4]
甲基丙烯酸甲酯 [80-62-6] (1994)
N-羥甲基丙烯酰胺 [90456-67-0] (1994)
甲基對硫磷 [298-00-0]
1-甲基菲 [832-69-9]
7-甲基吡啶並[3,4-c]補骨脂素 [85878-62-2]
甲基紅 [493-52-7]
硒酸甲酯 [144-34-3]
變性腈綸纖維
莫奴隆 [150-68-5] (1991)
嗎啉[110-91-8] (1989)
麝香 ambrette [83-66-9] (1996)
二甲苯麝香 [81-15-2] (1996)
1,5-萘二胺 [2243-62-1]
1,5-萘二異氰酸酯 [3173-72-6]
1-萘胺 [134-32-7]
1-萘基硫脲 (ANTU) [86-88-4]
硝噻嗪 [139-94-6]
5-硝基-o-茴香胺[99-59-2]
9-硝基蒽 [602-60-8]
7-硝基苯[a]蒽[20268-51-3] (1989
6-硝基苯並[a]芘 [63041-90-7] (1989)
4-硝基聯苯 [92-93-3]
3-硝基熒蒽 [892-21-7]
呋喃西林(Nitrofurazone) [59-87-0] (1990)
呋喃妥因 [67-20-9] (1990)
1-Nitronaphthalene [86-57-7] (1989)
2-Nitronaphthalene [581-89-5] (1989)
3-Nitroperylene [20589-63-3] (1989)
2-Nitropyrene [789-07-1] (1989)
N´-亞硝基魚腥草鹼 [37620-20-5]
N-亞硝基新煙草鹼 [71267-22-6]
N-亞硝基二苯胺 [86-30-6]
p-亞硝基二苯胺[156-10-5]
N-亞硝基葉酸 [29291-35-8]
N-亞硝基番石榴鹼 [55557-01-2]
N-亞硝基古伐可啉 [55557-02-3]
N-亞硝基羥脯氨酸 [30310-80-6]
3-(N-亞硝基甲基氨基)丙醛 [85502-23-4]
4-(N-Nitrosomethylamino)-4-(3-pyridyl)-1-butanal (NNA) [64091-90-3]
N-亞硝基脯氨酸 [7519-36-0]
5-硝基-o-甲苯胺 [99-55-8] (1990)
尼多芬 [804-36-4]
尼龍6 [25038-54-4]
雌二醇芥[22966-79-6]
雌孕激素替代療法
貓後睾 (感染)(1994)
橙色一號 [523-44-4]
橙G [1936-15-8]
保泰松 [129-20-4]
坡縷石(凹凸棒石)[12174-11-7](短纖維,<<5 微米)(1997)
撲熱息痛(對乙酰氨基酚)[103-90-2] (1990)
副山梨酸 [10048-32-5]
對硫磷 [56-38-2]
棒曲霉素 [149-29-1]
青黴酸 [90-65-3]
五氯乙烷 [76-01-7]
氯菊酯 [52645-53-1] (1991)
苝 [198-55-0]
哌替替寧 [60102-37-6]
菲 [85-01-8]
苯乙肼硫酸鹽 [156-51-4]
苯脲 [103-03-7]
苯酚 [108-95-2] (1989)
保泰松 [50-33-9]
m-苯二胺 [108-45-2]
p-苯二胺 [106-50-3]
N-苯基-2-萘胺 [135-88-6]
o-苯基苯酚 [90-43-7]
毒菌素 [1918-02-1] (1991)
胡椒基丁醚 [51-03-6]
聚丙烯酸 [9003-01-4]
多氯二苯並p-二噁英(2,3,7,8-四氯二苯除外-p-二噁英) (1997)
多氯二苯並呋喃 (1997)
氯丁橡膠 [9010-98-4]
聚乙烯 [9002-88-4]
聚亞甲基聚苯異氰酸酯 [9016-87-9]
聚甲基丙烯酸甲酯 [9011-14-7]
聚丙烯 [9003-07-0]
聚苯乙烯 [9003-53-6]
聚四氟乙烯 [9002-84-0]
聚氨酯泡沫 [9009-54-5]
聚醋酸乙烯酯 [9003-20-7]
聚乙烯醇 [9002-89-5]
聚氯乙烯 [9002-86-2]
聚乙烯吡咯烷酮 [9003-39-8]
麗春紅 SX [4548-53-2]
雙(2-羥乙基)二硫代氨基甲酸鉀[23746-34-1]
普拉西泮[2955-38-6] (1996)
潑尼莫司汀 [29069-24-7] (1990)
潑尼松 [53-03-2]
原黃素鹽
鹽酸丙萘洛爾 [51-02-5]
丙苯胺 [122-42-9]
n-氨基甲酸丙酯 [627-12-3]
丙烯 [115-07-1] (1994)
喹洛甙 [87625-62-5]
芘 [129-00-0]
吡啶並[3,4-c]補骨脂素 [85878-62-2]
乙胺嘧啶 [58-14-0]
槲皮素 [117-39-5]
p-醌 [106-51-4]
Quintozene (五氯硝基苯) [82-68-8]
利血平 [50-55-5]
間苯二酚 [108-46-3]
逆轉錄酶 [480-54-6]
羅丹明B [81-88-9]
羅丹明6G [989-38-8]
謎語 [23246-96-0]
利福平 [13292-46-1]
利帕西泮 [26308-28-1] (1996)
盧古洛辛 [23537-16-8]
糖化氧化鐵 [8047-67-4]
猩紅色[85-83-6]
曼氏血吸蟲 (感染)(1994)
硒[7782-49-2]及硒化合物
氨基脲鹽酸鹽 [563-41-7]
千葉茶鹼 [480-81-9]
森科金 [2318-18-5]
海泡石 [15501-74-3]
莽草酸 [138-59-0]
二氧化矽[7631-86-9],無定形
西瑪津 [122-34-9] (1991)
亞氯酸鈉[7758-19-2] (1991)
二乙基二硫代氨基甲酸鈉 [148-18-5]
螺內酯 [52-01-7]
苯乙烯-丙烯腈共聚物 [9003-54-7]
苯乙烯-丁二烯共聚物 [9003-55-8]
琥珀酸酐 [108-30-5]
蘇丹一 [842-07-9]
蘇丹II [3118-97-6]
蘇丹III [85-86-9]
蘇丹棕RR [6416-57-5]
蘇丹紅7B [6368-72-5]
磺胺呋喃唑(Sulphisoxazole) [127-69-5]
磺胺甲噁唑 [723-46-6]
亞硫酸鹽 (1992)
二氧化硫 [7446-09-5] (1992)
日落黃FCF [2783-94-0]
新黴素 [22571-95-5]
滑石 [14807-96-6],不含石棉纖維
單寧酸 [1401-55-4] 和單寧
替馬西泮 [846-50-4] (1996)
2,2´,5,5´-Tetrachlorobenzidine [15721-02-5]
1,1,1,2-四氯乙烷 [630-20-6]
1,1,2,2-四氯乙烷 [79-34-5]
殺蟲畏 [22248-79-9]
四氟乙烯 [116-14-3]
四(羥甲基)磷鹽 (1990)
可可鹼 [83-67-0] (1991)
茶鹼 [58-55-9] (1991)
硫氧嘧啶 [141-90-2]
福美雙 [137-26-8] (1991)
二氧化鈦 [13463-67-7] (1989)
甲苯 [108-88-3] (1989)
托瑞米芬 [89778-26-7] (1996)
毒素來源於 禾穀鐮刀菌, 大白菜 和F. 克魯克韋爾斯 (1993)
毒素來源於 孢鐮刀菌 (1993)
敵百蟲 [52-68-6]
三氯乙酸 [76-03-9] (1995)
三氯乙腈 [545-06-2] (1991)
1,1,1-三氯乙烷 [71-55-6]
1,1,2-Trichloroethane [79-00-5] (1991)
三甘醇二縮水甘油醚 [1954-28-5]
氟樂靈 [1582-09-8] (1991)
4,4´,6-三甲基當歸素 [90370-29-9] 加紫外線輻射
2,4,5-三甲基苯胺 [137-17-7]
2,4,6-三甲基苯胺 [88-05-1]
4,5´,8-Trimethylpsoralen [3902-71-4]
2,4,6-Trinitrotoluene [118-96-7] (1996)
三苯撐 [217-59-4]
三(氮丙啶基)-p-苯醌(三亞醌)[68-76-8]
三(1-氮丙啶基)氧化膦 [545-55-1]
2,4,6-Tris(1-aziridinyl)-s-triazine [51-18-3]
Tris(2-chloroethyl)phosphate [115-96-8] (1990)
1,2,3-三(氯甲氧基)丙烷 [38571-73-2]
Tris(2-methyl-1-aziridinyl)phosphine oxide [57-39-6]
還原黃 4 [128-66-5] (1990)
硫酸長春鹼 [143-67-9]
硫酸長春新鹼 [2068-78-2]
醋酸乙烯 [108-05-4]
氯乙烯-醋酸乙烯酯共聚物 [9003-22-9]
偏二氯乙烯 [75-35-4]
偏二氯乙烯-氯乙烯共聚物 [9011-06-7]
偏氟乙烯 [75-38-7]
N-乙烯基-2-吡咯烷酮 [88-12-0]
乙烯基甲苯 [25013-15-4] (1994)
矽灰石 [13983-17-0]
二甲苯 [1330-20-7] (1989)
2,4-二甲苯胺 [95-68-1]
2,5-二甲苯胺 [95-78-3]
黃色AB [85-84-7]
黃色OB [131-79-3]
澤克特蘭 [315-18-4]
毛沸石以外的沸石 [1318-02-1](斜發沸石、斜發沸石、絲光沸石、非纖維狀日本沸石、合成沸石)(1997)
鋅 [12122-67-7]
吉拉姆 [137-30-4] (1991)
混合物
檳榔,不含煙草
瀝青 [8052-42-4],蒸汽精煉、裂化殘渣和空氣精煉
原油 [8002-05-9] (1989)
柴油燃料,餾出物(輕質)(1989 年)
燃料油,餾出物(輕質)(1989 年)
噴氣燃料 (1989)
夥伴 (1990)
礦物油,高度精煉
石油溶劑 (1989)
印刷油墨 (1996)
茶 (1991)
萜烯多氯酸酯 (StrobaneR) [8001-50-1]
暴露情況
平板玻璃和特種玻璃(製造)(1993 年)
染髮產品(自用)(1993)
皮具製造
皮革鞣製及加工
木材和鋸木廠行業(包括伐木)
塗料製造(職業接觸)(1989 年)
紙漿和造紙業
第 4 組——可能對人類無致癌性 (1)
己內酰胺 [105-60-2]
職業接觸限值的歷史
在過去的 40 年裡,許多國家的許多組織都提出了空氣污染物的職業接觸限值 (OEL)。 美國政府工業衛生學家會議 (ACGIH) 每年發布的限值或指南已逐漸成為美國和大多數其他國家/地區最廣泛接受的限值或指南,稱為閾值限值 (TLV)(LaNier 1984 ;庫克 1986 年;ACGIH 1994 年)。
為工作環境中的潛在有害物質建立 OELs 的有效性已被反复證明(Stokinger 1970 年;Cook 1986 年;Doull 1994 年)。 OELs 對預防或減少疾病的貢獻現在已被廣泛接受,但多年來這種限制並不存在,即使存在,也常常沒有被觀察到(Cook 1945 年;Smyth 1956 年;Stokinger 1981 年;LaNier 1984 年;庫克 1986)。
早在 1700 世紀,空氣中的粉塵和化學物質就會導致疾病和傷害,這一點已廣為人知,但這種情況可能發生的濃度和暴露時間長短尚不清楚 (Ramazinni XNUMX)。
正如 Baetjer (1980) 所報告的那樣,“本世紀初,當 Alice Hamilton 博士開始她在職業病領域的傑出職業生涯時,沒有空氣樣本和標準可供她使用,實際上也沒有必要。 簡單地觀察工作條件和工人的疾病和死亡就很容易證明存在有害暴露。 然而很快,確定安全暴露標準的必要性就變得顯而易見了。”
最早設定 OEL 的努力針對的是一氧化碳,這是一種比其他任何職業都更多的人接觸到的有毒氣體(有關 OEL 發展的年表,請參見圖 1。衛生研究所 Max Gruber 的工作at Munich 發表於 1883 年。該論文描述了將兩隻母雞和十二隻兔子暴露在已知濃度的一氧化碳中長達 47 小時的三天時間;他說“一氧化碳有害作用的邊界很可能位於一個濃度百萬分之 500,但肯定(不少於)百萬分之 200”。在得出這個結論時,格魯伯自己也吸入了一氧化碳。他報告在連續兩天的三個小時後沒有任何症狀或不適感濃度為百萬分之 210 和百萬分之 240 (Cook 1986)。
圖 1. 職業暴露水平 (OELS) 的年表。
最早和最廣泛的暴露限值系列動物實驗是由 KB Lehmann 和其他人在他的指導下進行的。 在跨越 50 年的一系列出版物中,他們報告了對氨和氯化氫氣體、氯化碳氫化合物和大量其他化學物質的研究(Lehmann 1886;Lehmann 和 Schmidt-Kehl 1936)。
Kobert (1912) 發表了一份較早的急性暴露限值表。 20 種物質的濃度列在以下標題下:(1) 對人和動物迅速致命,(2) 在 0.5 到 3 小時內是危險的,(0.5) 4 到 1947 小時內沒有嚴重的干擾,(1986) 僅觀察到最小的症狀。 Schrenk(XNUMX 年)在他的論文“允許限度的解釋”中指出,“在前面的 Kobert 論文中,在‘幾小時後只有最小症狀’標題下給出的鹽酸、氰化氫、氨、氯和溴的值與其值通常在當前報告的 MAC 表中被接受”。 然而,一些毒性更大的有機溶劑(例如苯、四氯化碳和二硫化碳)的值遠遠超過目前使用的值(Cook XNUMX)。
源自美國的第一批暴露限值表之一是由美國礦業局發布的(Fieldner、Katz 和 Kenney,1921 年)。 儘管其標題並未如此說明,但列出的 33 種物質是工作場所遇到的物質。 Cook (1986) 還指出,到 1930 年代,除粉塵外,大部分暴露限值都是基於相當短的動物實驗。 一個值得注意的例外是美國公共衛生服務部的 Leonard Greenburg 在國家安全委員會委員會的指導下進行的慢性苯暴露研究(NSC 1926)。 基於長期動物實驗的人類可接受的暴露來自這項工作。
根據 Cook(1986 年)的說法,對於粉塵暴露,1920 年之前建立的允許限值是基於南非金礦工人的暴露,那裡鑽井作業產生的粉塵中結晶游離二氧化矽含量很高。 1916 年,對於石英含量為 8.5% 至 80% 的粉塵,設定了每立方英尺空氣 90 萬個顆粒 (mppcf) 的暴露限值(Phthisis Prevention Committee 1916)。 後來,該水平降至 5 mppcf。 Cook 還報告說,在美國,根據 1917 年在密蘇里州西南部的鋅和鉛礦進行的一項研究,Higgins 及其同事推薦了同樣基於工人暴露的粉塵標準。高石英粉塵為 1930 mppcf,明顯高於美國公共衛生署後來進行的粉塵研究所確定的數值。 12 年,蘇聯勞動部頒布了一項法令,其中包括 XNUMX 種工業有毒物質的最大允許濃度。
截至 1926 年,最全面的職業暴露限值清單包含 27 種物質(Sayers 1927)。 1935 年,Sayers 和 Dalle Valle 發表了對 37 種物質的五種濃度的生理反應,第五種是長時間暴露的最大允許濃度。 Lehmann 和 Flury (1938) 以及 Bowditch 等人。 (1940) 發表的論文提供了重複暴露於每種物質的單一值的表格。
Lehmann 制定的許多暴露限值都包含在最初由 Henderson 和 Haggard (1927) 於 1943 年出版的專著中,稍後又收錄在 Flury 和 Zernik 的專著中 化學氣體 (1931 年)。 根據 Cook (1986) 的說法,這本書被認為是關於工作場所有害氣體、蒸汽和粉塵影響的權威參考,直到 帕蒂的工業衛生學和毒理學 (1949) 出版。
第一份工業化學品暴露標準清單,稱為最大允許濃度 (MAC),是在 1939 年和 1940 年制定的(Baetjer 1980)。 它們代表了美國標準協會和 1938 年成立 ACGIH 的許多工業衛生學家的一致意見。這些“建議標準”由 James Sterner 於 1943 年出版。 ACGIH 的一個委員會於 1940 年初召開會議,開始確定接觸工作場所化學品的安全水平,方法是收集所有將接觸有毒物質的程度與產生不利影響的可能性相關聯的數據(Stokinger 1981;拉尼爾 1984)。 該委員會於 1941 年發布了第一套價值觀,該委員會由沃倫·庫克 (Warren Cook)、曼弗雷德·博迪奇 (Manfred Boditch)(據報導是美國工業界僱傭的第一位衛生員)、威廉·弗雷德里克 (William Fredrick)、菲利普·德林克 (Philip Drinker)、勞倫斯·費爾霍爾 (Lawrence Fairhall) 和艾倫·杜利 (Stokinger 1981) ).
1941 年,美國標準協會(後來成為美國國家標準協會)的一個委員會(指定為 Z-37)制定了第一個 100 ppm 一氧化碳標準。 到 1974 年,該委員會已針對 33 項有毒粉塵和氣體暴露標準發布了單獨的公告。
在 1942 年的 ACGIH 年會上,新任命的閾值限制小組委員會在其報告中列出了 63 種有毒物質的表格,其中包含各州工業衛生單位提供的清單中的“大氣污染物的最大允許濃度”。 該報告包含聲明,“該表不應被解釋為推薦的安全濃度。 材料未經評論就呈現”(Cook 1986)。
1945 年,庫克公佈了 132 種工業大氣污染物的最大允許濃度清單,其中包括當時六個州的當前值,以及聯邦機構作為職業病控制指南提出的值以及似乎得到最佳支持的最大允許濃度通過參考原始調查 (Cook 1986)。
在 1946 年的 ACGIH 年會上,閾限小組委員會提交了他們的第二份報告,其中包含 131 種氣體、蒸氣、粉塵、煙霧和薄霧以及 13 種礦物粉塵的值。 這些值是根據小組委員會 1942 年報告的清單編制的,來自 Warren Cook 在 工業醫學 (1945) 和美國標準協會 Z-37 委員會公佈的數值。 委員會強調,“MAC 值列表已提交……明確理解它會受到年度修訂。”
OEL 的預期用途
美國和其他一些國家/地區使用的 ACGIH TLV 和大多數其他 OEL 是指空氣中物質濃度的限值,代表“據信幾乎所有工人都可能日復一日反復接觸而不會對健康產生不利影響”的條件(ACGIH 1994)。 (見表 1)。 在某些國家/地區,OEL 設定在幾乎可以保護所有人的濃度。 重要的是要認識到,與其他專業團體或監管機構設定的環境空氣污染物、受污染的水或食品添加劑的某些暴露限值不同,暴露於 TLV 不一定能防止暴露的每個人感到不適或受傷(Adkins 等人. 1990)。 ACGIH 很久以前就認識到,由於個體易感性範圍廣泛,一小部分工人可能會因某些濃度等於或低於閾值限值的物質而感到不適,並且較小比例的人可能會因預感的惡化而受到更嚴重的影響。現有條件或職業病的發展(Cooper 1973;ACGIH 1994)。 這在 ACGIH 年度手冊的介紹中有明確說明 化學物質和物理因素的閾限值和生物暴露指數 (ACGIH 1994)。
表 1. 不同國家的職業接觸限值 (OEL)(截至 1986 年)
國家/省 |
標準類型 |
Argentina |
OEL 與 1978 年 ACGIH TLV 的基本相同。 與 ACGIH 列表的主要區別在於,對於 ACGIH 未列出 STEL 的 144 種物質(總共 630 種),用於阿根廷 TWA 的值也在此標題下輸入。 |
澳洲 |
國家健康和醫學研究委員會 (NHMRC) 於 1990 年採用了職業健康指南閾限值 (91-1992) 的修訂版。OEL 在澳大利亞沒有法律地位,除非通過引用明確納入法律。 ACGIHTLVs 在澳大利亞作為職業健康指南的附錄發布,並在奇數年隨 ACGIH 修訂版一起修訂。 |
奧地利 |
工人保護委員會專家委員會推薦的 MAC 評估值(最大可接受濃度)值與化學工人工會綜合事故預防研究所合作,被聯邦社會行政部視為強制性要求。 它們由勞動監察局根據《勞動保護法》實施。 |
比利時 |
就業和勞工部的衛生和職業醫學管理局使用 ACGIH 的 TLV 作為指南。 |
Brasil |
自 1978 年以來,ACGIH 的 TLV 一直被用作巴西職業健康立法的基礎。由於巴西每週工作時間通常為 48 小時,因此根據為此目的開發的公式調整了 ACGIH 的值。 ACGIH 清單僅適用於當時在全國范圍內應用的空氣污染物。 勞工部根據 Fundacentro 職業安全與醫學基金會的建議,通過確定額外污染物的值來更新限值。 |
加拿大(和各省) |
每個省份都有自己的規定: |
阿爾伯塔 |
OEL 符合《職業健康與安全法》和《化學危害條例》,該條例要求雇主確保工人不會暴露在超過限值的環境中。 |
不列顛哥倫比亞省 |
工業健康和安全條例為不列顛哥倫比亞省的大部分工業設定了法律要求,這些要求參考了 ACGIH 發布的大氣污染物 TLV 的當前時間表。 |
馬尼托巴 |
環境和工作場所安全與健康部負責有關 OEL 的立法和管理。 目前用於解釋健康風險的指南是 ACGIH TLV,但“在合理可行的範圍內”將致癌物設定為零暴露水平除外。 |
新不倫瑞克 |
適用的標準是在最新一期 ACGIH 中發布的標準,如果發生違規,則以違規時發布的問題為準。 |
西北地區 |
司法和服務部西北地區安全司根據最新版 ACGIH TLV 規範非聯邦僱員的工作場所安全。 |
新斯科舍省 |
OEL 清單與 1976 年公佈的 ACGIH 及其隨後的修正和修訂相同。 |
安大略 |
《職業健康與安全法》對許多有害物質實施了法規,每一種都在單獨的小冊子中發布,其中包括允許的接觸水平和呼吸設備代碼、測量空氣濃度的技術和醫療監測方法。 |
魁北克 |
允許的暴露水平類似於 ACGIH TLV,並且需要遵守工作場所空氣污染物的允許暴露水平。 |
智利 |
有能力造成急性、嚴重或致命影響的 0.8 種物質的最大濃度一刻也不能超過。 智利標準中的值是 ACGIH TLV 的值,鑑於每週 48 小時,應用了 XNUMX 的係數。 |
丹麥 |
OEL 包括 542 種化學物質和 20 種微粒的值。 法律要求這些不能超過時間加權平均值。 來自 ACGIH 的數據用於製定丹麥標準。 大約 25% 的值與 ACGIH 的值不同,幾乎所有這些值都更加嚴格。 |
厄瓜多爾 |
厄瓜多爾沒有在其立法中納入允許的接觸水平清單。 ACGIH 的 TLV 被用作良好工業衛生實踐的指南。 |
芬蘭 |
OEL 被定義為被認為對至少一些長期接觸的工人有害的濃度。 儘管 ACGIH 的理念是幾乎所有工人都可能接觸到低於 TLV 的物質而不會產生不利影響,但芬蘭的觀點是,如果接觸量超過限值,則可能會對健康產生有害影響。 |
德國 |
MAC 值是“工作區域內空氣中存在的化合物(如氣體、蒸汽、顆粒物)的最大允許濃度,根據目前的知識,通常不會損害員工的健康,也不會造成不應有的煩惱. 在這些條件下,可以重複暴露並持續很長時間,每天 40 小時,平均每週工作 42 小時(對於有四個工作班次的公司,連續四個星期平均每週工作 XNUMX 小時)。- 科學依據採用的是健康保護標準,而不是其技術或經濟可行性。” |
愛爾蘭 |
通常使用 ACGIH 的最新 TLV。 但是,ACGIH 清單並未納入國家法律或法規。 |
荷蘭 |
MAC 值主要取自 ACGIH 以及德意志聯邦共和國和 NIOSH 的列表。 MAC 被定義為“工作場所空氣中的濃度,根據目前的知識,在反复長期接觸甚至整個工作壽命後,通常不會損害工人或其後代的健康。” |
菲律賓 |
使用 ACGIH 的 1970 TLV,但氯乙烯為 50 ppm,鉛、無機化合物、煙霧和灰塵為 0.15 mg/m(3) 除外。 |
俄羅斯聯邦 |
前蘇聯制定了許多限制,目的是消除產生甚至可逆影響的任何可能性。 迄今為止,這種對工作場所暴露的亞臨床和完全可逆反應被認為限制性太大,在美國和大多數其他國家都沒有用處。 事實上,由於在工作場所實現如此低的空氣污染物水平存在經濟和工程困難,幾乎沒有跡象表明採用這些限制的國家實際上已經實現了這些限制。 相反,這些限制似乎更像是理想化的目標,而不是製造商在法律上或道德上承諾要實現的限制。 |
美國 |
至少有六個團體建議了工作場所的暴露限值:ACGIH 的 TLV、美國國家職業安全與健康研究所 (NIOSH) 建議的推薦暴露限值 (REL)、美國製定的工作場所環境暴露限值 (WEEL)工業衛生協會 (AIHA)、美國國家標準協會 (EAL) Z-37 委員會建議的工作場所空氣污染物標準、美國公共衛生協會建議的工作場所指南 (APHA 1991) 以及地方、州的建議或地區政府。 此外,允許接觸限值 (PEL) 是工作場所必須遵守的法規,因為它們是法律,已由勞工部頒布,並由職業安全與健康管理局 (OSHA) 強制執行。 |
資料來源:庫克 1986 年。
這種限制雖然可能不太理想,但已被認為是一種實用的限制,因為由於工程或經濟限制,傳統上認為空氣中的濃度如此低以保護過敏者是不可行的。 直到大約 1990 年,TLV 中的這個缺點才被認為是一個嚴重的缺點。 鑑於自 1980 世紀 XNUMX 年代中期以來我們的分析能力、個人監測/採樣設備、生物監測技術以及使用機器人作為合理的工程控制的顯著改進,我們現在在技術上能夠考慮更嚴格的職業暴露限制。
每個 TLV 的背景信息和基本原理定期發佈在 閾限值的文檔 (ACGIH 1995)。 某些類型的文檔有時可用於在其他國家/地區設置的 OEL。 在解釋或調整暴露限值之前,應始終查閱特定 OEL 的基本原理或文件,以及在建立它時考慮的具體數據 (ACGIH 1994)。
TLV 基於來自工業經驗以及人類和動物實驗研究的最佳可用信息——如果可能,來自這些來源的組合(Smith 和 Olishifski 1988;ACGIH 1994)。 選擇限值的理由因物質而異。 例如,防止健康受損可能是某些人的指導因素,而合理免於刺激、麻醉、滋擾或其他形式的壓力可能構成其他人的基礎。 可用於確定職業接觸限值的信息的年齡和完整性也因物質而異; 因此,每個 TLV 的精度是不同的。 應始終查閱最新的 TLV 及其文檔(或等效文件),以評估設置該值所依據的數據的質量。
儘管所有包含 OEL 的出版物都強調它們僅用於確定工作場所人員的安全暴露水平,但它們有時也用於其他情況。 出於這個原因,所有接觸限值只能由了解工業衛生和毒理學的人來解釋和應用。 TLV 委員會 (ACGIH 1994) 不打算使用或修改它們以供使用:
TLV 委員會和其他設置 OEL 的團體警告說,不應“直接使用”或推斷這些值來預測其他暴露設置的安全暴露水平。 但是,如果了解指南的科學原理和外推數據的適當方法,它們可用於預測許多不同類型的暴露場景和工作時間表的可接受暴露水平(ACGIH 1994 年;Hickey 和 Reist 1979 年)。
設定接觸限值的理念和方法
TLV 最初僅供工業衛生學家使用,他們可以在應用這些值時做出自己的判斷。 它們不得用於法律目的 (Baetjer 1980)。 然而,1968 年美國 Walsh-Healey 公共合同法納入了 1968 年 TLV 清單,該清單涵蓋了大約 400 種化學品。 在美國,當職業安全與健康法案 (OSHA) 通過時,它要求所有標準成為國家共識標准或既定的聯邦標準。
工作場所空氣污染物的暴露限值基於以下前提:儘管所有化學物質在一定濃度下經過一段時間後都是有毒的,但所有物質都存在一定濃度(例如劑量),在該濃度下不會產生有害影響 no無論重複曝光的頻率如何。 類似的前提適用於其影響僅限於刺激、麻醉、滋擾或其他形式壓力的物質(Stokinger 1981;ACGIH 1994)。
因此,這種理念不同於應用於電離輻射等物理因素和某些化學致癌物的理念,因為可能沒有閾值或沒有預期零風險的劑量(Stokinger 1981)。 閾值效應的問題是有爭議的,著名的科學家對閾值理論表示支持和反對(Seiler 1977 年;Watanabe 等人 1980 年,Stott 等人 1981 年;Butterworth 和 Slaga 1987 年;Bailer 等人 1988 年;Wilkinson 1988 年;Bus 和吉布森 1994)。 考慮到這一點,監管機構在 1980 年代初期提出的一些職業暴露限值設定的水平雖然並非完全沒有風險,但所帶來的風險不超過經典的職業危害,如觸電、跌倒等。 即使在那些不使用工業化學品的環境中,致命傷害的總體工作場所風險也約為千分之一。 這是用來證明選擇這一理論癌症風險標準來為化學致癌物設置 TLV 的理由(Rodricks、Brett 和 Wrenn 1987 年;Travis 等人 1987 年)。
在美國和其他地方建立的職業接觸限值來自各種來源。 1968 年的 TLV(OSHA 於 1970 年採用的聯邦法規)主要基於人類經驗。 這可能會讓許多最近進入該行業的衛生學家感到驚訝,因為它表明,在大多數情況下,暴露限值的設定是在發現某種物質對人體有毒性、刺激性或其他不良影響之後製定的. 正如所預料的那樣,許多最新的全身性毒素暴露限值,尤其是製造商設定的那些內部限值,主要基於對動物進行的毒理學測試,而不是等待對暴露工人的不利影響的觀察(Paustenbach 和朗納 1986)。 然而,即使早在 1945 年,TLV 委員會就承認動物試驗非常有價值,事實上,它們確實構成了這些指南所基於的第二大最常見的信息來源(Stokinger 1970)。
在過去 40 年中,已經提出並投入使用了幾種從動物數據中推導出 OEL 的方法。 TLV 委員會和其他機構使用的方法與美國食品和藥物管理局 (FDA) 在確定食品添加劑的每日可接受攝入量 (ADI) 時使用的方法沒有明顯不同。 了解 FDA 設定食品添加劑和污染物暴露限值的方法可以為參與解釋 OEL 的工業衛生學家提供很好的洞察力(Dourson 和 Stara 1983)。
還介紹了可用於完全基於動物數據建立工作場所接觸限值的方法學方法的討論(Weil 1972 年;WHO 1977 年;Zielhuis 和 van der Kreek 1979a,1979b;Calabrese 1983 年;Dourson 和 Stara 1983 年;Leung 和 Paustenbach 1988a ;Finley 等人 1992 年;Paustenbach 1995 年)。 儘管這些方法有一定程度的不確定性,但它們似乎比將動物試驗結果定性外推到人類要好得多。
50 年的 TLV 中大約 1968% 來自人類數據,大約 30% 來自動物數據。 到 1992 年,幾乎 50% 主要來自動物數據。 用於開發 TLV 的標準可分為四組:形態、功能、生化和雜項(滋擾、美容)。 在那些基於人類數據的 TLV 中,大多數來自於在多年接觸該物質的工人身上觀察到的影響。 因此,大多數現有的 TLV 都是基於工作場所監測的結果,並根據對人類反應的定性和定量觀察進行彙編(Stokinger 1970 年;Park 和 Snee 1983 年)。 最近,新化學品的 TLV 主要基於動物研究的結果而不是人類經驗(Leung 和 Paustenbach 1988b;Leung 等人 1988)。
值得注意的是,在 1968 年,只有約 50% 的 TLV 主要用於預防全身毒性作用。 大約 40% 是基於刺激,約 1993% 是為了預防癌症。 到 50 年,大約 35% 用於防止全身影響,2% 用於防止刺激,XNUMX% 用於預防癌症。 圖 XNUMX 總結了開發 OEL 時經常使用的數據。
圖 2. 經常用於製定職業暴露的數據。
刺激物限制
1975 年之前,旨在防止刺激的 OEL 主要基於人體實驗。 從那時起,已經開發了幾種實驗動物模型(Kane 和 Alarie 1977;Alarie 1981;Abraham 等人 1990;Nielsen 1991)。 另一種基於化學性質的模型已用於設置有機酸和鹼的初步 OEL(Leung 和 Paustenbach 1988)。
致癌物限值
1972 年,ACGIH 委員會開始在其 TLV 清單中區分人類和動物致癌物。 根據 Stokinger(1977 年)的說法,這種區分的一個原因是幫助利益相關者(工會代表、工人和公眾)在討論中關注那些更可能在工作場所接觸的化學品。
TLV 是否保護了足夠多的工人?
從 1988 年開始,許多人就 TLV 的充分性或健康保護性提出了擔憂。 提出的關鍵問題是,有多少工作人口在暴露於 TLV 時真正受到保護而免受不良健康影響?
Castleman 和 Ziem (1988) 以及 Ziem 和 Castleman (1989) 認為標準的科學基礎是不充分的,而且它們是由衛生學家製定的,在受監管的行業中有既得利益。
這些論文引發了大量討論,支持和反對 ACGIH 的工作(Finklea 1988;Paustenbach 1990a、1990b、1990c;Tarlau 1990)。
Roach 和 Rappaport (1990) 的後續研究試圖量化 TLV 的安全裕度和科學有效性。 他們的結論是,現有的科學數據與 1976 年的解釋之間存在嚴重的不一致。 查看更多 由 TLV 委員會。 他們還指出,TLV 可能反映了委員會當時認為現實和可實現的內容。 Roach 和 Rappaport 以及 Castleman 和 Ziem 的分析都得到了 ACGIH 的回應,ACGIH 堅持認為這些批評是不准確的。
儘管 Roach 和 Rappaport 分析的優點,或者就此而言,Ziem 和 Castleman 的分析的優點將爭論多年,但很明顯,設置 TLV 和其他 OEL 的過程可能永遠不會像那是在 1945 年到 1990 年之間。在未來幾年中,每個 TLV 的文檔中可能會更明確地描述 TLV 的基本原理以及固有的風險程度。 此外,可以肯定的是,關於工作場所暴露的“幾乎安全”或“微不足道的風險”的定義將隨著社會價值觀的變化而變化(Paustenbach 1995,1997)。
毫無疑問,未來幾年 TLV 或其他 OEL 的減少程度將取決於要預防的不利健康影響的類型(中樞神經系統抑制、急性毒性、氣味、刺激、發育影響或其他)。 當我們進入下個世紀時,尚不清楚 TLV 委員會將在多大程度上依賴各種預測毒性模型,或者他們將採用何種風險標準。
標準和非傳統工作時間表
輪班工作對工人的能力、壽命、死亡率和整體幸福感的影響程度尚不清楚。 許多行業已經實施了所謂的非傳統工作輪班和工作時間表,以試圖消除或至少減少正常輪班工作引起的一些問題,正常輪班工作包括每天三個八小時的工作班次。 一種被歸類為非傳統的工作時間表是涉及工作時間超過八小時並改變(壓縮)每週工作天數的類型(例如,每天工作 12 小時,每週工作三天)。 另一種類型的非傳統工作時間表涉及在給定的工作時間表中對化學或物理因素的一系列短暫接觸(例如,一個人接觸化學物質 30 分鐘,每天五次,兩次接觸之間間隔一小時的時間表) . 最後一類非傳統時間表涉及“危急情況”,其中人員持續暴露於空氣污染物(例如,航天器、潛艇)。
壓縮工作周是一種非傳統的工作時間表,主要用於非製造環境。 它指的是每週不到 40 天的全職工作(幾乎每週 12 小時)。 目前正在使用許多壓縮時間表,但最常見的是:(a) 每週工作四天,每天工作十小時; (b) 每週工作三天,每天工作 4 小時; (c) 1-2/1978 天工作週,其中四天工作九小時,一天工作四小時(通常是星期五); (d) 五/四、九小時工作制的交替五天和四天工作週計劃(Nollen 和 Martin 1981;Nollen XNUMX)。
在所有工人中,按非傳統時間表工作的工人僅佔工作人口的 5% 左右。 在這個數字中,只有大約 50,000 到 200,000 名工作非傳統時間表的美國人受僱於經常接觸大量空氣中化學物質的行業。 在加拿大,按非傳統時間表工作的化學工人的百分比被認為更高(Paustenbach 1994)。
設定國際 OEL 的一種方法
正如 Lundberg (1994) 所指出的,所有國家委員會面臨的挑戰是確定一種共同的科學方法來設定 OEL。 國際合資企業對相關各方有利,因為編寫標准文件既費時又費錢(Paustenbach 1995)。
這是 1977 年北歐部長理事會決定成立北歐專家組 (NEG) 時的想法。 NEG 的任務是製定以科學為基礎的標准文件,供五個北歐國家(丹麥、芬蘭、冰島、挪威和瑞典)的監管機構用作 OEL 的共同科學依據。 NEG 的標准文件導致了臨界效應和劑量-反應/劑量-效應關係的定義。 臨界效應是在最低暴露時發生的不利效應。 沒有討論安全係數,也沒有提出數字 OEL。 自 1987 年起,標准文件由 NEG 每年同時以英文出版。
Lundberg (1994) 提出了每個縣都可以使用的標準化方法。 他建議構建具有以下特徵的文檔:
在實踐中,OEL 在不同開發國家中的設定方式僅存在細微差別。 因此,就包含關鍵信息的標準化標准文件的格式達成一致應該相對容易。 從這一點來看,關於納入限制的安全邊際大小的決定將成為國家政策的問題。
非致癌化學品的風險評估原則和方法在世界不同地區大同小異,而致癌化學品的風險評估方法卻千差萬別。 不僅國家之間存在顯著差異,甚至在一個國家內部,不同的監管機構、委員會和科學家在風險評估領域也採用或提倡不同的方法。 非致癌物的風險評估相當一致且相當成熟,部分原因是歷史悠久,對與致癌物相比的毒性作用的性質有了更好的理解,以及科學家和公眾對所用方法的高度共識和信心和他們的結果。
對於非致癌化學品,引入了安全係數以補償毒理學數據(主要來自動物實驗)及其對大量異質人群的適用性的不確定性。 在這樣做時,建議或要求的人體安全暴露限值通常設定為動物暴露水平的一小部分(安全或不確定因素方法),可以清楚地記錄為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)。 當時假設只要人體暴露不超過建議的限值,化學物質的危險特性就不會顯現。 對於許多類型的化學品,這種在某種程度上經過改進的做法在毒理學風險評估中一直沿用至今。
在 1960 世紀 1970 年代末和 XNUMX 年代初,從美國開始的監管機構面臨著一個日益重要的問題,許多科學家認為安全係數方法對這個問題是不合適的,甚至是危險的。 這是化學品的問題,在某些條件下,化學品已被證明會增加人類或實驗動物患癌症的風險。 這些物質在操作上被稱為致癌物。 關於致癌物的定義仍然存在爭論和爭議,對於致癌物的識別和分類技術以及化學物質誘發癌症的過程也存在廣泛的意見。
最初的討論開始得更早,當時科學家在 1940 年代發現化學致癌物通過一種與產生其他形式毒性的生物機製完全不同的生物機製造成損害。 這些科學家利用輻射誘發癌症的生物學原理,提出了所謂的“非閾值”假說,該假說被認為適用於輻射和致癌化學物質。 據推測,任何接觸達到其關鍵生物學目標(尤其是遺傳物質)並與之相互作用的致癌物都會增加患癌症的可能性(風險)。
在對閾值進行持續的科學討論的同時,公眾越來越關注化學致癌物的不利作用以及保護人們免受一組統稱為癌症的疾病的迫切需要。 癌症具有隱匿性和潛伏期長的特點,加上數據顯示普通人群的癌症發病率正在上升,因此受到公眾和政治家的關注,需要採取最佳保護措施。 監管機構面臨的問題是,大量的人,有時幾乎是全部人口,已經或可能接觸到相對低水平的化學物質(在消費品和藥品中,在工作場所以及在空氣、水中) 、食物和土壤),這些物質在相對強烈的接觸條件下已被確定對人類或實驗動物具有致癌性。
這些監管官員面臨兩個基本問題,在大多數情況下,使用現有的科學方法無法完全回答這些問題:
監管機構認識到需要假設,這些假設有時是基於科學的,但通常也沒有實驗證據的支持。 為了實現一致性,對定義和特定的假設集進行了調整,以普遍適用於所有致癌物。
癌變是一個多階段過程
幾條證據支持化學致癌作用是由遺傳損傷和表觀遺傳變化驅動的多階段過程的結論,這一理論在全世界的科學界得到廣泛接受 (Barrett 1993)。 雖然化學致癌過程通常分為三個階段——啟動、促進和進展——但相關基因變化的數量尚不清楚。
啟動涉及不可逆改變的細胞的誘導,並且對於遺傳毒性致癌物總是等同於突變事件。 1914 年 Theodor Boveri 已經假設突變發生是一種致癌機制,他的許多假設和預測隨後被證明是正確的。 由於不可逆和自我複制的誘變效應可能由最少量的 DNA 修飾致癌物引起,因此沒有假設閾值。 促進是啟動細胞通過一系列分裂(克隆)擴展並形成(前)腫瘤病變的過程。 關於在這個促進階段啟動的細胞是否經歷額外的遺傳變化存在相當大的爭論。
最後在進展階段獲得“永生”,完全惡性腫瘤可以通過影響血管生成、逃避宿主控制系統的反應而發展。 它的特點是侵入性生長和腫瘤的頻繁轉移擴散。 由於增殖細胞和選擇的不穩定性,進展伴隨著額外的遺傳變化。
因此,存在三種物質影響多步致癌過程的一般機制。 化學物質可以誘導相關的基因改變,促進或促進起始細胞的克隆擴增,或通過體細胞和/或基因變化刺激惡性腫瘤的進展。
風險評估過程
風險 可以定義為從給定的危險暴露中對人類或環境產生不利影響的預測或實際發生頻率。 風險評估是一種系統地組織科學信息及其附帶的不確定性的方法,用於描述和限定與有害物質、過程、行動或事件相關的健康風險。 它需要評估相關信息並選擇用於從該信息中得出推論的模型。 此外,它需要明確承認不確定性,並適當承認對現有數據的替代解釋可能在科學上是合理的。 目前用於風險評估的術語是由美國國家科學院於 1984 年提出的。 定性風險評估轉變為危害特徵描述/識別,定量風險評估分為劑量反應、暴露評估和風險特徵描述。
在下一節中,將根據我們目前對(化學)致癌過程的了解,簡要討論這些成分。 很明顯,致癌物風險評估中的主要不確定性是環境暴露特徵的低劑量水平下的劑量反應模式。
危害識別
這個過程確定了哪些化合物有可能在人類中引起癌症——換句話說,它確定了它們內在的遺傳毒性。 結合來自不同來源和不同特性的信息作為致癌化合物分類的基礎。 通常會使用以下信息:
如果有流行病學數據,根據對動物或人類致癌證據充分性的評估,將化學品分類是危害識別的一個關鍵過程。 最著名的致癌化學品分類方案是 IARC (1987)、EU (1991) 和 EPA (1986) 的方案。 表 1 概述了他們的分類標準(例如,低劑量外推法)。
表 1. 低劑量外推程序的比較
目前美國環保署 | 丹麥 | 歐洲經濟共同體 | UK | 荷蘭 | 挪威 | |
基因毒性致癌物 | 使用最合適的低劑量模型的線性化多階段程序 | 來自 1 次和 2 次命中模型的 MLE 加上最佳結果的判斷 | 未指定程序 | 沒有模型、科學專業知識和來自所有可用數據的判斷 | 使用 TD 的線性模型50 (Peto 法)或“簡單荷蘭法”(如果沒有 TD)50 | 未指定程序 |
非遺傳毒性致癌物 | 與上述相同 | Thorslund 或多階段或 Mantel-Bryan 模型的生物學模型,基於腫瘤起源和劑量反應 | 使用 NOAEL 和安全係數 | 使用 NOEL 和安全係數設置 ADI | 使用 NOEL 和安全係數設置 ADI |
致癌物分類的一個重要問題是基因毒性和非基因毒性作用機制之間的區別,有時會對其監管產生深遠影響。 美國環境保護署 (EPA) 對在動物實驗中顯示致癌活性的所有物質的默認假設是不存在閾值(或至少沒有閾值可以證明),因此任何接觸都存在一定風險。 這通常被稱為遺傳毒性(DNA 損傷)化合物的非閾值假設。 歐盟及其許多成員國,如英國、荷蘭和丹麥,區分了具有遺傳毒性的致癌物和被認為通過非遺傳毒性機制產生腫瘤的致癌物。 對於遺傳毒性致癌物,遵循定量劑量反應估計程序,該程序假定沒有閾值,儘管該程序可能與 EPA 使用的程序不同。 對於非遺傳毒性物質,假定存在閾值,並使用假定閾值的劑量反應程序。 在後一種情況下,風險評估通常基於安全係數方法,類似於非致癌物的方法。
重要的是要記住,開發這些不同的方案是為了處理不同背景和環境中的風險評估。 IARC 計劃並非出於監管目的而製定,儘管它已被用作制定監管指南的基礎。 EPA 計劃旨在作為進入定量風險評估的決策點,而歐盟計劃目前用於為化學品標籤分配危險(分類)符號和風險短語。 最近的一篇評論(Moolenaar 1994)對這個主題進行了更廣泛的討論,涵蓋了八個政府機構和兩個經常被引用的獨立組織,國際癌症研究機構(IARC)和美國政府會議使用的程序工業衛生學家 (ACGIH)。
分類方案通常不考慮可能存在的大量負面證據。 此外,近年來人們對致癌物的作用機制有了更深入的了解。 越來越多的證據表明,某些致癌機制具有物種特異性,與人類無關。 下面的例子將說明這一重要現象。 首先,最近在柴油顆粒的致癌性研究中證明,患有肺部腫瘤的大鼠對肺部顆粒的重負荷有反應。 然而,在肺部顆粒物負擔非常重的煤礦工人中,並沒有發現肺癌。 其次,基於致瘤反應的關鍵因素是 α-2 微球蛋白在腎臟中的積累,這是一種人類不存在的蛋白質,因此斷言雄性大鼠與腎腫瘤無關(Borghoff, Short 和 Swenberg 1990)。 在這方面還必須提到囓齒動物甲狀腺功能的紊亂和小鼠肝臟中的過氧化物酶體增殖或有絲分裂發生。
這些知識允許對致癌性生物測定的結果進行更複雜的解釋。 鼓勵開展旨在更好地了解致癌作用機制的研究,因為這可能會導致分類發生變化並增加一個類別,其中化學品被歸類為對人類不致癌。
暴露評估
暴露評估通常被認為是風險評估的組成部分,具有最小的固有不確定性,因為在某些情況下能夠監測暴露,並且可以使用經過相對充分驗證的暴露模型。 然而,這只是部分正確,因為大多數暴露評估都沒有以充分利用可用信息範圍的方式進行。 因此,有很大的改進暴露分佈估計的空間。 這適用於外部和內部暴露評估。 特別是對於致癌物,在建模劑量反應關係時使用目標組織劑量而不是外部暴露水平將導致更相關的風險預測,儘管涉及許多默認值假設。 基於生理學的藥代動力學 (PBPK) 模型來確定到達靶組織的反應性代謝物的數量,對於估計這些組織劑量可能具有重要價值。
風險表徵
目前的方法
在動物研究中引起影響的劑量水平或暴露水平以及在人類中引起類似影響的可能劑量是風險特徵描述中的關鍵考慮因素。 這包括從高劑量到低劑量的劑量反應評估和種間外推。 外推提出了一個邏輯問題,即通過不反映致癌性潛在機制的經驗模型將數據外推到實驗暴露水平以下許多數量級。 這違反了經驗模型擬合的一個基本原則,即不在可觀測數據范圍之外進行外推。 因此,這種經驗推斷會導致很大的不確定性,無論是從統計角度還是從生物學角度來看。 目前,沒有一種數學方法被認為是最適合低劑量外推致癌作用的方法。 用於描述給藥外劑量、時間和腫瘤發病率之間關係的數學模型是基於耐受性分佈或機械假設,有時兩者都基於。 表 1995 列出了最常引用的模型(Kramer 等人,2 年)的摘要。
表 2. 致癌物風險特徵描述中經常引用的模型
公差分佈模型 | 機械模型 | |
熱門模特 | 基於生物學的模型 | |
登錄 | 一擊 | 穆爾加夫卡 (MVK)1 |
概率 | 多重打擊 | 科恩和埃爾溫 |
曼特爾布賴恩 | 威布爾(派克)1 | |
威布爾 | 多階段(阿米蒂奇娃娃)1 | |
伽瑪多重命中 | 線性化多級, |
1 腫瘤時間模型。
這些劑量反應模型通常應用於僅對應於有限數量的實驗劑量的腫瘤發病率數據。 這是由於應用生物測定的標准設計。 致癌性研究一般限於三個(或兩個)相對高的劑量,使用最大耐受劑量 (MTD) 作為最高劑量,而不是確定完整的劑量-反應曲線。 這些高劑量用於克服此類生物測定固有的低統計靈敏度(超過背景 10 至 15%),這是由於(出於實際和其他原因)使用相對較少數量的動物。 由於低劑量區域的數據不可用(即無法通過實驗確定),因此需要在觀察範圍之外進行外推。 對於幾乎所有的數據集,由於劑量和動物的數量有限,上面列出的大多數模型同樣適合觀察到的劑量範圍。 然而,在低劑量區域,這些模型偏離了幾個數量級,從而給這些低暴露水平的風險估計帶來了很大的不確定性。
由於無法通過實驗生成低劑量範圍內劑量-反應曲線的實際形式,因此對致癌性過程的機制洞察對於能夠在這方面區分各種模型至關重要。 Kramer 等人提出了討論不同數學外推模型各個方面的綜合評論。 (1995) 以及 Park 和 Hawkins (1993)。
其他方法
除了當前的數學建模實踐之外,最近還提出了幾種替代方法。
生物動機模型
目前,基於生物學的模型,如 Moolgavkar-Venzon-Knudson (MVK) 模型非常有前途,但目前這些模型對於常規使用來說還不夠先進,並且需要比目前在生物測定中獲得的更多具體信息。 大型研究(4,000 隻大鼠),例如對 N-亞硝基烷基胺進行的研究表明收集此類數據所需的研究規模,儘管仍然不可能外推到低劑量。 在進一步開發這些模型之前,它們只能根據具體情況使用。
評估因素法
使用數學模型進行低於實驗劑量範圍的外推實際上等同於具有較大且定義不明確的不確定因素的安全係數方法。 最簡單的替代方法是將評估因子應用於明顯的“無影響水平”或“最低測試水平”。 應根據具體情況,考慮化學品的性質和暴露人群來確定用於該評估因素的水平。
基準劑量(BMD)
這種方法的基礎是在可觀察範圍內擬合實驗數據的數學模型,以估計或內插與定義的效果水平相對應的劑量,例如腫瘤發病率增加 XNUMX%、XNUMX% 或 XNUMX%(ED01, 編輯05, 編輯10). 由於 XNUMX% 的增加大約是標準生物測定中統計上可以確定的最小變化,ED10 適用於癌症數據。 使用實驗可觀察範圍內的 BMD 可避免與劑量外推相關的問題。 BMD 或其置信下限的估計值反映了腫瘤發病率發生變化的劑量,但對所使用的數學模型非常不敏感。 基準劑量可用於風險評估,作為腫瘤效力的衡量標準,並結合適當的評估因素來設定人類暴露的可接受水平。
監管門檻
克魯斯基等人。 (1990) 回顧了化學致癌物“監管閾值”的概念。 基於從致癌物效力數據庫 (CPDB) 獲得的 585 次實驗數據,對應於 10-6 風險大致呈對數正態分佈,中值約為 70 至 90 ng/kg/d。 暴露於大於此範圍的劑量水平將被認為是不可接受的。 通過 TD 的線性外推法估算劑量50 (誘導毒性的劑量是受試動物的 50%)並且是從線性化多階段模型獲得的數字的五到十倍之內。 不幸的是,TD50 值將與 MTD 相關,這再次對測量的有效性產生懷疑。 然而TD50 通常會在實驗數據范圍內或非常接近。
這種使用監管閾值的方法需要更多地考慮生物學、分析和數學問題以及更廣泛的數據庫才能被考慮。 進一步調查各種致癌物的效力可能會進一步闡明這一領域。
致癌物風險評估的目標和未來
回首當初對(環境)致癌物調控的期望,即實現癌症的大幅減少,目前看來,結果令人失望。 多年來,很明顯,估計由受管制致癌物引起的癌症病例數量少得令人不安。 考慮到 1970 年代啟動監管工作的高期望,就環境致癌物的估計影響而言,即使採用超保守的定量評估程序,癌症死亡率也沒有實現預期的重大降低。 EPA 程序的主要特點是無論實驗研究中腫瘤形成的機制如何,都以相同的方式對每種化學物質進行低劑量外推。 然而,應該指出的是,這種方法與其他政府機構採取的方法形成鮮明對比。 如上所述,歐盟和幾個歐洲國家政府——丹麥、法國、德國、意大利、荷蘭、瑞典、瑞士、英國——區分遺傳毒性和非遺傳毒性致癌物,並對這兩類物質採用不同的風險評估方法。 通常,非遺傳毒性致癌物被視為閾值毒物。 沒有確定影響水平,並使用不確定因素來提供足夠的安全邊際。 確定一種化學品是否應被視為非遺傳毒性是一個科學爭論的問題,需要明確的專家判斷。
根本問題是:人類患癌的原因是什麼,環境致癌物在該因果關係中的作用是什麼? 人類癌症的遺傳方面比以前預期的要重要得多。 致癌物風險評估取得重大進展的關鍵是更好地了解癌症的成因和機制。 癌症研究領域正在進入一個非常令人興奮的領域。 分子研究可能會從根本上改變我們看待環境致癌物影響的方式以及控制和預防癌症的方法,無論是對公眾還是對工作場所。 致癌物的風險評估需要基於實際上剛剛出現的作用機制的概念。 其中一個重要方面是可遺傳癌症的機制以及致癌物與該過程的相互作用。 這些知識必須納入致癌物風險評估已經存在的系統和一致的方法中。
工作站設計的綜合方法
在人體工程學中,工作站的設計是一項關鍵任務。 人們普遍認為,在任何工作環境中,無論是藍領還是白領,設計良好的工作站不僅可以促進工人的健康和福祉,還可以提高生產力和產品質量。 相反,設計不當的工作站可能會導致或助長健康問題或慢性職業病的發展,以及將產品質量和生產率保持在規定水平的問題。
對於每一位人體工程學專家來說,上述陳述似乎微不足道。 每個人體工程學專家還認識到,全世界的工作生活不僅充滿了人體工程學的缺點,而且公然違反了人體工程學的基本原則。 很明顯,負責人:生產工程師、主管和經理對工作站設計的重要性普遍缺乏認識。
值得注意的是,在工業工作方面存在一種國際趨勢,這似乎強調了人體工程學因素的重要性:對提高產品質量、靈活性和產品交付精度的需求不斷增加。 這些要求與關於工作和工作場所設計的保守觀點不相容。
雖然在目前的情況下,主要關注的是工作場所設計的物理因素,但應該記住,工作站的物理設計實際上不能與工作組織分開。 這個原則將在下面描述的設計過程中變得明顯。 該過程最終結果的質量取決於三個支持:人體工程學知識、與生產力和質量要求的整合以及參與。 這 實施過程 新工作站的設計必須迎合這種集成,這是本文的主要關注點。
設計注意事項
工作站是用來工作的。 必須認識到,工作站設計過程的出發點是必須實現特定的生產目標。 設計師——通常是生產工程師或其他中層管理人員——在內部製定工作場所願景,並開始通過他或她的規劃媒體實施該願景。 這個過程是迭代的:從粗略的第一次嘗試,解決方案逐漸變得越來越精細。 隨著工作的進展,在每次迭代中都必須考慮人體工程學方面。
應當指出的是, 人機工程學設計 工作站的密切相關 人體工程學評估 工作站。 事實上,這裡要遵循的結構同樣適用於工作站已經存在或處於規劃階段的情況。
在設計過程中,需要一種結構來確保所有相關方面都得到考慮。 處理此問題的傳統方法是使用包含一系列應考慮的變量的清單。 然而,通用檢查表往往體積龐大且難以使用,因為在特定的設計情況下,只有一小部分檢查表可能是相關的。 此外,在實際設計情況下,一些變量比其他變量更重要。 需要一種在設計情況下共同考慮這些因素的方法。 本文將提出這樣一種方法。
工作站設計的建議必須基於一組相關的需求。 應該注意的是,一般來說,考慮單個變量的閾值限制值是不夠的。 一個公認的生產力和保護健康的綜合目標使得有必要比傳統的設計情況更加雄心勃勃。 特別是,肌肉骨骼問題是許多工業環境中的一個主要方面,儘管這一類問題絕不僅限於工業環境。
工作站設計過程
過程中的步驟
在工作站的設計和實施過程中,總是需要在初始階段告知用戶並組織項目,以便讓用戶充分參與,並增加員工對最終結果的全面接受的機會。 對這個目標的處理不在本論文的範圍內,它集中於為工作站的物理設計找到最佳解決方案的問題,但設計過程仍然允許整合這樣一個目標。 在此過程中,應始終考慮以下步驟:
這裡的重點是第一步到第五步。 很多時候,實際上只有所有這些步驟的一個子集包含在工作站的設計中。 這可能有多種原因。 如果工作站是標准設計,例如在某些 VDU 工作情況下,可以適當地排除一些步驟。 但是,在大多數情況下,排除所列的某些步驟會導致工作站的質量低於可以接受的質量。 當經濟或時間限制太嚴重時,或者由於管理層缺乏知識或洞察力而完全被忽視時,就會出現這種情況。
收集用戶指定的需求
必須將工作場所的用戶確定為生產組織的任何成員,他們可能能夠就其設計提出合格的意見。 用戶可能包括,例如,工人、主管、生產計劃員和生產工程師,以及安全管理員。 經驗清楚地表明,這些參與者都有他們獨特的知識,應該在這個過程中加以利用。
用戶指定需求的收集應滿足一些標準:
可以通過使用基於以下的方法來滿足上述一組標準 質量功能展開 (QFD) 根據 Sullivan (1986)。 這裡,用戶需求可以在存在混合參與者組(不超過八到十人)的會話中被收集。 所有參與者都會得到一張可移除的自粘便簽本。 他們被要求寫下他們認為相關的所有工作場所要求,每一項都寫在一張單獨的紙條上。 應包括與工作環境和安全、生產力和質量有關的方面。 只要發現有必要,此活動就可以繼續進行,通常為 XNUMX 到 XNUMX 分鐘。 在這節課之後,一個接一個的參與者被要求讀出他或她的要求,並將筆記貼在房間裡的一塊板上,讓小組中的每個人都能看到。 這些需求被分為自然類別,例如照明、起重輔助設備、生產設備、達到要求和靈活性要求。 一輪結束後,該小組有機會討論和評論一組需求,一次一個類別,關於相關性和優先級。
在上述過程中收集的一組用戶指定的需求構成了開發需求規範的基礎之一。 過程中的附加信息可能由其他類別的參與者產生,例如產品設計師、質量工程師或經濟學家; 然而,重要的是要認識到用戶在這方面可以做出的潛在貢獻。
優先級和需求規範
在規範過程中,必鬚根據不同的重要性來考慮不同類型的需求; 否則,已經考慮到的所有方面都必須並行考慮,這可能會使設計情況變得複雜和難以處理。 這就是為什麼在特定的設計情況下難以管理檢查表的原因,如果要達到目的就需要詳細說明。
可能很難設計出一種優先級方案,它可以同樣很好地服務於所有類型的工作站。 然而,假設手動處理材料、工具或產品是工作站工作的一個重要方面,那麼與肌肉骨骼負荷相關的方面很可能會排在優先級列表的首位。 這個假設的有效性可以在流程的用戶需求收集階段進行檢查。 相關的用戶需求可能例如與肌肉緊張和疲勞、伸手可及、看到或易於操作相關聯。
必須認識到,可能無法將所有用戶指定的需求轉化為技術需求規範。 儘管此類需求可能涉及更微妙的方面,例如舒適度,但它們可能具有很高的相關性,應在此過程中加以考慮。
肌肉骨骼負荷變量
根據上述推理,我們在此應用的觀點是,有一組與肌肉骨骼負荷相關的基本人體工程學變量需要在設計過程中作為優先考慮因素,以消除風險 工作相關的肌肉骨骼疾病 (WRMD)。 這種類型的障礙是一種疼痛綜合症,局限於肌肉骨骼系統,由於對特定身體部位的反复壓力會在很長一段時間內發展(Putz-Anderson 1988)。 基本變量是(例如,Corlett 1988):
關於 肌肉力量,標准設定可能基於生物力學、生理學和心理因素的組合。 這是一個通過測量輸出力需求來操作的變量,根據處理質量或所需的力,例如,手柄的操作。 此外,可能必須考慮與高動態工作相關的峰值負載。
工作姿勢 需求可以通過以下方式進行評估:(a) 關節結構拉伸超出自然運動範圍的情況,以及 (b) 某些特別尷尬的情況,例如跪下、扭曲或彎腰姿勢,或將手舉過肩膀工作等級。
時間要求 可根據映射 (a) 短週期、重複性工作和 (b) 靜態工作進行評估。 應該注意的是,靜態工作評估可能不僅僅涉及長時間保持工作姿勢或產生恆定的輸出力; 從穩定肌肉的角度來看,尤其是在肩關節,看似動態的工作可能具有靜態特徵。 因此可能有必要考慮長期的聯合動員。
在實踐中,一種情況的可接受性當然是基於對承受最大壓力的身體部位的要求。
重要的是要注意這些變量不應一次單獨考慮,而應綜合考慮。 例如,如果只是偶爾出現,高強度需求可能是可以接受的; 偶爾將手臂舉過肩部水平通常不是危險因素。 但必須考慮這些基本變量之間的組合。 這往往會使標準制定變得困難和復雜。
在 修訂後的 NIOSH 公式,用於設計和評估人工處理任務 (Waters 等人,1993 年),通過設計一個考慮以下中介因素的推薦重量限制方程式解決了這個問題:水平距離、垂直提升高度、提升不對稱性、手柄耦合和提升頻率。 這樣,基於理想條件下的生物力學、生理學和心理標準的 23 千克可接受負載限制可以在考慮到工作情況的具體情況後進行大幅修改。 NIOSH 方程式為評估涉及起重任務的工作和工作場所提供了基礎。 然而,NIOSH 方程的可用性存在嚴重的局限性:例如,只能分析雙手升降機; 分析單手升降機的科學證據仍無定論。 這說明了將科學證據完全用作工作和工作場所設計基礎的問題:在實踐中,科學證據必須與對所考慮的工作類型有直接或間接經驗的人的受過教育的觀點相結合。
立方體模型
考慮到需要考慮的複雜變量集,工作場所的人體工程學評估在很大程度上是一個溝通問題。 基於上述優先討論,開發了一個用於工作場所人體工程學評估的立方體模型(Kadefors 1993)。 這裡的主要目標是開發一種用於交流目的的教學工具,基於這樣的假設,即在絕大多數情況下輸出力、姿勢和時間測量構成相互關聯的、優先的基本變量。
對於每一個基本變量,人們認識到可以根據嚴重程度對需求進行分組。 在這裡,建議可以將這樣的分組分為三類:(1) 低要求(2) 中等要求 或(3) 高要求. 需求水平可以通過使用任何可用的科學證據或通過與一組用戶達成共識的方法來設置。 這兩種選擇當然不是相互排斥的,可能會產生相似的結果,但可能具有不同程度的普遍性。
如上所述,基本變量的組合在很大程度上決定了肌肉骨骼疾病和累積性創傷疾病發展的風險水平。 例如,在對力和姿勢也至少有中等水平要求的情況下,高時間要求可能會使工作情況無法接受。 在工作場所的設計和評估中,必須聯合考慮最重要的變量。 這裡有 立方體模型 出於此類評估目的,建議。 基本變量——力、姿勢和時間——構成了立方體的三個軸。 對於每個需求組合,可以定義一個子多維數據集; 該模型總共包含 27 個這樣的子立方體(見圖 1)。
圖 1. 用於人體工程學評估的“立方體模型”。 每個立方體代表與力、姿勢和時間相關的需求組合。 光:可接受的組合; 灰色:有條件接受; 黑色:不可接受
該模型的一個重要方面是需求組合的可接受程度。 在模型中,針對可接受性提出了三區分類方案:(1)情況是 可接受的, (2) 情況是 有條件地接受 (3) 情況是 不可接受的. 出於教學目的,可以為每個子立方體指定特定的紋理或顏色(例如,綠-黃-紅)。 同樣,評估可以基於用戶或基於科學證據。 有條件的可接受(黃色)區域表示“對於所有或部分相關操作人員而言,存在不可忽視的疾病或傷害風險”(CEN 1994)。
為了開發這種方法,考慮一個案例是有用的:在中等節奏的單手材料處理中評估肩部負荷。 這是一個很好的例子,因為在這種情況下,承受最大壓力的通常是肩部結構。
關於力變量,在這種情況下分類可以基於處理的質量。 這裡, 低力需求 被確定為低於最大自主舉重能力 (MVLC) 的 10%,在最佳工作區相當於約 1.6 公斤。 高力需求 需要超過 30% 的 MVLC,大約 4.8 公斤。 中等力量需求 落在這些限制之間。 低姿勢應變 是上臂靠近胸腔的時候。 高姿勢勞損 當肱骨外展或屈曲超過45°時。 中等姿勢勞損 當外展/屈曲角度在 15° 和 45° 之間時。 時間要求低 是指每個工作日斷斷續續處理時間少於 10 小時,或每天連續處理時間少於 XNUMX 分鐘。 高時間需求 是指每個工作日處理時間超過 30 小時,或連續處理時間超過 XNUMX 分鐘(持續或重複)。 中等時間需求 是當曝光落在這些限制之間時。
在圖 1 中,可接受程度已分配給需求組合。 例如,可以看出,高時間要求可能只與組合的低力和姿勢要求相結合。 從不可接受到可接受的轉變可以通過減少任一維度的需求來實現,但在許多情況下,減少時間需求是最有效的方法。 換句話說,在某些情況下,工作場所的設計應該改變,而在其他情況下,改變工作組織可能更有效。
使用一組用戶的共識小組來定義需求水平和可接受程度的分類可能會大大增強工作站設計過程,如下所述。
附加變量
除了上面考慮的基本變量之外,還必須考慮一組從人體工程學角度表徵工作場所的變量和因素,這取決於要分析的情況的特定條件。 他們包括:
在很大程度上,一次可以考慮這些因素; 因此清單方法可能有用。 Grandjean (1988) 在他的教科書中涵蓋了在這種情況下通常需要考慮的基本方面。 Konz (1990) 在他的指南中為工作站組織和設計提供了一組主要問題,重點關注製造系統中的工人-機器接口。
在此處遵循的設計過程中,應結合用戶指定的需求來閱讀清單。
工作站設計示例:手工焊接
作為一個說明性(假設的)示例,此處描述了導致手動焊接工作站實施的設計過程(Sundin 等人,1994 年)。 焊接是一項經常結合對肌肉力量的高要求和對手工精度的高要求的活動。 作品具有靜態特徵。 焊工經常專門進行焊接。 焊接工作環境通常是惡劣的,暴露在高噪音水平、焊接煙霧和光輻射中。
任務是設計一個工作場所,用於在車間環境中對中型物體(最大 300 公斤)進行手動 MIG(金屬惰性氣體)焊接。 由於要製造的物體種類繁多,因此工作站必須具有靈活性。 對生產力和質量有很高的要求。
執行 QFD 過程是為了提供一組用戶方面的工作站需求。 焊工、生產工程師和產品設計師都參與其中。 此處未列出的用戶需求涵蓋了廣泛的方面,包括人體工程學、安全性、生產力和質量。
使用立方體模型方法,專家組一致確定了高、中和低負載之間的限制:
從使用立方體模型(圖 1)的評估中可以清楚地看出,如果在力和姿勢應變方面同時存在高或中等需求,則不能接受高時間需求。 為了減少這些需求,機械化的物體處理和工具懸掛被認為是必要的。 圍繞這一結論達成了共識。 使用簡單的計算機輔助設計 (CAD) 程序 (ROOMER),創建了一個設備庫。 可以很容易地開發和修改各種工作場所佈局,並與用戶密切互動。 與僅僅看計劃相比,這種設計方法具有顯著的優勢。 它使用戶可以立即了解預期工作場所的外觀。
圖 2. 在設計過程中得出的用於手工焊接的工作站的 CAD 版本
圖 2 顯示了使用 CAD 系統到達的焊接工作站。 它是一個減少了力和姿勢需求的工作場所,幾乎滿足了用戶提出的所有剩餘需求。
根據設計過程第一階段的結果,實施了焊接工作場所(圖 3)。 該工作場所的資產包括:
在實際設計情況下,由於經濟、空間和其他限制,可能不得不做出各種妥協。 然而,應該指出的是,世界各地的焊接行業都很難獲得有執照的焊工,而且他們是一項相當大的投資。 幾乎沒有焊工作為現役焊工正常退休。 讓熟練的焊工繼續工作對所有相關方都有好處:焊工、公司和社會。 例如,物體處理和定位設備應該成為許多焊接工作場所不可或缺的組成部分,這是有充分理由的。
工作站設計數據
為了能夠正確設計工作場所,可能需要大量的基本信息。 這些信息包括用戶類別的人體測量數據、男性和女性人群的舉重和其他輸出力能力數據、構成最佳工作區域的規範等。 在本文中,給出了一些關鍵論文的參考。
Grandjean (1988) 的教科書對工作和工作站設計的幾乎所有方面進行了最全面的處理。 Pheasant (1986) 介紹了與工作站設計相關的廣泛人體測量方面的信息。 Chaffin 和 Andersson (1984) 提供了大量的生物力學和人體測量數據。 Konz (1990) 提出了工作站設計的實用指南,包括許多有用的經驗法則。 Putz-Anderson (1988) 提出了上肢的評估標準,特別是關於累積性創傷障礙的評估標準。 Sperling 等人給出了使用手動工具工作的評估模型。 (1993)。 關於手動提升,Waters 和同事開發了修訂後的 NIOSH 方程,總結了有關該主題的現有科學知識(Waters 等人,1993 年)。 例如,Rebiffé、Zayana 和 Tarrière (1969) 以及 Das 和 Grady (1983a, 1983b) 提出了功能性人體測量學和最佳工作區的規範。 Mital 和 Karwowski (1991) 編輯了一本有用的書,回顧了與工業工作場所設計相關的各個方面。
考慮到所有相關方面,正確設計工作站所需的大量數據將使生產工程師和其他負責人必須使用現代信息技術。 很可能在不久的將來會提供各種類型的決策支持系統,例如以基於知識的系統或專家系統的形式。 例如,DeGreve 和 Ayoub(1987 年)、Laurig 和 Rombach(1989 年)以及 Pham 和 Onder(1992 年)已經給出了關於此類發展的報告。 然而,設計一個系統使最終用戶能夠輕鬆訪問特定設計情況下所需的所有相關數據是一項極其困難的任務。
必須在預防職業傷害和疾病的控制方法的背景下考慮個人防護的整個主題。 本文詳細討論了可用的個人防護類型、使用它們時可能出現的危險以及選擇適當防護設備的標準。 在適用的情況下,總結了保護裝置和設備的現有批准、認證和標準。 在使用這些信息時,必須時刻注意 人身保護應被視為不得已的方法 減少工作場所的風險。 在可用於控制工作場所危害的方法等級中,個人防護不是首選方法。 事實上,只有在可能的工程控制(通過隔離、封閉、通風、替代或其他過程改變等方法)和行政控制(例如減少暴露風險下的工作時間)時才使用它) 已在可行的範圍內實施。 然而,在某些情況下,個人保護是必要的,無論是作為短期控制還是長期控制,以減少職業病和傷害風險。 當需要使用時,個人防護設備和裝置必須作為綜合計劃的一部分使用,該計劃包括全面評估危害、正確選擇和安裝設備、對使用設備的人員進行培訓和教育、維護和維修使設備保持良好的工作狀態,全面管理和工人對保護計劃成功的承諾。
個人保護計劃的要素
某些個人防護設備表面上的簡單性可能會導致嚴重低估有效使用該設備所需的工作量和費用。 雖然有些設備相對簡單,例如手套和防護鞋,但其他設備(例如呼吸器)實際上可能非常複雜。 使有效的個人保護難以實現的因素是任何依賴於改變人類行為以降低風險的方法所固有的,而不是依賴於在危險源頭的過程中建立的保護。 無論考慮使用何種特定類型的防護設備,個人防護計劃中都必須包含一系列要素。
危害評價
如果個人保護要成為解決職業風險問題的有效答案,就必須充分了解風險本身的性質及其與整體工作環境的關係。 雖然這看起來很明顯,幾乎不需要提及,但許多保護設備表面上的簡單性可能會帶來強烈的誘惑,讓我們縮短此評估步驟。 提供不適合危險和整體工作環境的保護裝置和設備的後果包括不願或拒絕佩戴不合適的設備、工作績效受損以及工人受傷和死亡的風險。 為了在風險和保護措施之間實現適當的匹配,有必要知道危害(包括化學、物理或生物製劑)的成分和大小(濃度),設備將被使用的時間長度預期在已知的保護水平下執行,以及在使用設備時可能進行的身體活動的性質。 這種對危險的初步評估是一個重要的診斷步驟,必須在繼續選擇適當的保護措施之前完成。
選擇
選擇步驟部分取決於在危害評估中獲得的信息,與考慮使用的保護措施的性能數據以及個人保護措施到位後將保持的暴露水平相匹配。 除了這些基於性能的因素外,還有選擇設備的指南和實踐標準,特別是呼吸保護設備。 呼吸保護的選擇標準已在出版物中正式確定,例如 呼吸器決策邏輯 來自美國國家職業安全與健康研究所 (NIOSH)。 根據危險的性質和程度、裝置或設備提供的保護程度,以及危險物質的數量或濃度,可以採用相同的邏輯來選擇其他類型的保護設備和裝置。在使用保護裝置時保持並被認為是可接受的。 在選擇保護裝置和設備時,重要的是要認識到它們並不是為了將風險和暴露降低到零。 呼吸器和聽力保護器等設備的製造商提供有關其設備性能的數據,例如保護和衰減係數。 通過結合三個基本信息——即危險的性質和程度、提供的保護程度以及使用保護時可接受的暴露和風險水平——可以選擇設備和裝置來充分保護工人。
配件
如果要提供設計的保護等級,任何保護裝置都必須正確安裝。 除了保護裝置的性能外,合適的配合也是設備接受度和人們實際使用它的動機的重要因素。 不合適或不舒服的保護不太可能按預期使用。 在最壞的情況下,衣服和手套等不合身的設備實際上會在機器周圍工作時造成危險。 防護設備和裝置的製造商提供了這些產品的各種尺寸和設計,應為工人提供適合實現其預期目的的保護。
在呼吸防護方面,具體的佩戴要求包含在標準中,例如美國職業安全與健康管理局的呼吸防護標準。 確保適當配合的原則適用於所有防護設備和裝置,無論特定標準是否要求它們。
培訓與教育
由於保護裝置的性質要求改變人類行為以將工人與工作環境隔離(而不是將危險源與環境隔離),個人保護計劃不太可能成功,除非它們包括全面的工人教育和培訓。 相比之下,在源頭控制暴露的系統(例如局部排氣通風)可以在沒有工人直接參與的情況下有效運行。 然而,人身保護需要使用它的人和提供它的管理人員的充分參與和承諾。
負責管理和操作個人防護計劃的人員必須接受有關選擇適當設備的培訓,以確保它正確地適合使用它的人,以及設備旨在防止的危險的性質,以及性能不佳或設備故障的後果。 他們還必須知道如何修理、維護和清潔設備,以及識別設備在使用過程中發生的損壞和磨損。
使用保護設備和裝置的人必須了解保護的必要性、使用它代替(或補充)其他控制方法的原因,以及他們將從中獲得的好處。 應清楚解釋無保護暴露的後果,以及用戶識別設備未正常運行的方式。 用戶必須接受檢查、安裝、佩戴、維護和清潔防護設備方法的培訓,他們還必須了解設備的局限性,尤其是在緊急情況下。
維護和修理
在設計任何個人防護計劃時,必須充分和現實地評估設備維護和修理的費用。 保護裝置在正常使用過程中性能會逐漸下降,在緊急情況等極端條件下也會出現災難性故障。 在考慮使用個人防護作為危害控製手段的成本和收益時,非常重要的一點是要認識到啟動計劃的成本僅佔長期運行該計劃的總費用的一小部分。 設備維護、修理和更換必須被視為運行計劃的固定成本,因為它們對於保持保護的有效性至關重要。 這些計劃考慮應包括基本決定,例如是否應使用一次性(一次性)或可重複使用的保護裝置,如果是可重複使用的裝置,必須合理估計更換前的預期服務期限。 這些決定的定義可能非常明確,例如在手套或呼吸器只能使用一次並被丟棄的情況下,但在許多情況下,必須仔細判斷重複使用因先前使用而被污染的防護服或手套的功效. 必須非常謹慎地決定丟棄昂貴的保護裝置,而不是冒著保護性能下降或保護裝置本身受到污染而使工人暴露在外的風險。 設備維護和維修計劃的設計必須包括做出此類決策的機制。
總結
防護設備和裝置是危害控制策略的重要組成部分。 只要它們在控制層次結構中的適當位置得到認可,它們就可以得到有效使用。 防護設備和裝置的使用必須得到個人防護計劃的支持,該計劃確保防護在使用條件下實際發揮預期作用,並且必須佩戴它的人可以在其工作活動中有效地使用它。
通常,工具包括頭部和手柄,有時還有軸,或者在電動工具的情況下,包括主體。 由於該工具必須滿足多個用戶的要求,因此可能會出現基本衝突,可能必須妥協。 其中一些衝突源於用戶能力的限制,還有一些是工具本身固有的。 然而,應該記住,人類的局限性是與生俱來的,而且在很大程度上是不可改變的,而工具的形式和功能可以進行一定程度的修改。 因此,為了實現理想的改變,注意力必須主要集中在工具的形式上,特別是用戶和工具之間的接口,即手柄。
握力的本質
廣泛接受的抓地力特徵是根據 強力握把 精準抓握 和 鉤握,幾乎所有的人類手工活動都可以通過它來完成。
在諸如用於錘打釘子的強力握把中,工具被夾持在由部分彎曲的手指和手掌形成的夾具中,拇指施加反壓力。 在精確抓握中,例如在調整固定螺釘時使用的工具,工具被夾在手指的屈肌面和相對的拇指之間。 精確握法的一種改進是鉛筆式握法,這是不言自明的,用於復雜的工作。 精準握把的力量只有強力握把的 20%。
鉤式握把用於除了握住以外不需要任何其他東西的地方。 在鉤握中,物體從彎曲的手指上懸掛下來,有或沒有拇指的支撐。 重型工具應設計成可以用鉤形把手攜帶。
握把厚度
對於精密握把,螺絲刀的推薦厚度為 8 至 16 毫米 (mm),鋼筆的推薦厚度為 13 至 30 毫米。 對於圍繞一個或多或少的圓柱形物體施加的力量握力,手指應該圍繞圓周的一半以上,但手指和拇指不應相交。 推薦的直徑範圍從低至 25 毫米到高達 85 毫米。 最佳值因手的大小而異,男性約為 55 至 65 毫米,女性約為 50 至 60 毫米。 手小的人不應在直徑大於 60 毫米的強力握把中執行重複動作。
握力和手的跨度
使用工具需要力量。 除了握持,對手部力量要求最大的是鉗子、破碎工具等橫桿動作工具的使用。 有效壓碎力是握力和所需工具跨度的函數。 男性拇指末端和抓握手指末端之間的最大功能跨度平均約為 145 毫米,女性約為 125 毫米,存在種族差異。 對於男性和女性均在 45 至 55 毫米範圍內的最佳跨度,單次短期動作可用的握力範圍為男性約 450 至 500 牛頓,女性約 250 至 300 牛頓,但對於重複性動作建議的要求可能是男性接近 90 到 100 牛頓,女性接近 50 到 60 牛頓。 許多常用的夾子或鉗子超出了單手使用的能力,尤其是對女性而言。
當手柄是螺絲刀或類似工具的手柄時,可用扭矩取決於用戶將力傳遞到手柄的能力,因此取決於手和手柄之間的摩擦係數以及手柄的直徑。 手柄形狀的不規則性對施加扭矩的能力影響很小或沒有影響,但鋒利的邊緣會導致不適並最終導致組織損傷。 允許施加最大扭矩的圓柱形手柄的直徑為 50 至 65 毫米,而球形手柄的直徑為 65 至 75 毫米。
手柄
手柄形狀
手柄的形狀應最大限度地增加皮膚和手柄之間的接觸。 它應該是通用的和基本的,通常是扁平的圓柱形或橢圓形截面,具有長曲線和平面,或球體的一部分,以符合抓握手的一般輪廓的方式組合在一起。 由於與工具本體相連,手柄也可以採用馬鐙形、T形或L形,但與手接觸的部分將是基本形狀。
手指圍成的空間當然是複雜的。 簡單曲線的使用是為了滿足不同手和不同屈曲度所代表的變化而做出的折衷。 在這方面,不希望以脊和谷、凹槽和凹痕的形式將彎曲手指的任何輪廓匹配引入到手柄中,因為事實上,這些修改不適合大量的手並且可能確實超過時間長了,對軟組織造成壓力損傷。 特別是,不建議使用大於 3 mm 的凹槽。
圓柱截面的一種變體是六角截面,這在小口徑工具或儀器的設計中具有特殊價值。 在小口徑的六邊形截面上比在圓柱體上更容易保持穩定的抓握。 三角形和方形截面也被使用並取得了不同程度的成功。 在這些情況下,邊緣必須倒圓角以避免壓力傷害。
握把表面和質地
幾千年來,除了鉗子或夾子等壓碎工具之外,木材一直是工具手柄的首選材料並非偶然。 除了它的美學吸引力,木材很容易獲得併且很容易被不熟練的工人加工,並且具有彈性、導熱性、摩擦阻力和相對於體積的相對輕質的特性,這使得它非常適合這種用途和其他用途。
近年來,金屬和塑料手柄在許多工具中變得越來越普遍,後者尤其適用於輕型錘子或螺絲刀。 然而,金屬手柄會向手傳遞更多的力,因此最好包裹在橡膠或塑料護套中。 在可行的情況下,抓握表面應可輕微壓縮、不導電且光滑,並且應最大化表面積以確保壓力分佈在盡可能大的區域。 已使用泡沫橡膠握把來減少手部疲勞和壓痛的感覺。
工具表面的摩擦特性隨手施加的壓力、表面的性質以及油或汗液的污染而變化。 少量的汗水會增加摩擦係數。
手柄長度
手柄的長度由手的關鍵尺寸和工具的性質決定。 例如,對於單手在強力握把中使用的錘子,理想的長度範圍從最小約 100 毫米到最大約 125 毫米。 短手柄不適合強力握把,而短於 19 毫米的手柄不能用拇指和食指正確抓握,也不適合任何工具。
理想情況下,對於電動工具或除頂蓋鋸或鋼絲鋸以外的手鋸,手柄應在第 97.5 個百分位水平容納閉合手插入其中的寬度,即長軸方向為 90 至 100 毫米,長軸方向為 35 毫米短至 40 毫米。
重量與平衡
對於精密工具,重量不是問題。 對於重型錘子和電動工具,重量在 0.9 公斤和 1.5 公斤之間是可以接受的,最大重量約為 2.3 公斤。 對於大於建議的重量,工具應通過機械方式支撐。
在衝擊工具如錘子的情況下,希望將手柄的重量減少到與結構強度相容的最小值並且在頭部具有盡可能大的重量。 在其他工具中,餘額應盡可能平均分配。 對於小頭和大手柄的工具,這可能是不可能的,但是隨著體積相對於頭部和軸的尺寸的增加,手柄應該逐漸變輕。
手套的意義
工具設計者有時會忽視工具並非總是由徒手握持和操作。 通常戴手套是為了安全和舒適。 安全手套很少笨重,但在寒冷氣候下戴的手套可能很重,不僅會影響感官反饋,還會影響抓握能力。 戴羊毛或皮手套會使手的厚度增加 5 毫米,拇指處的手寬增加 8 毫米,而較重的連指手套可分別增加 25 至 40 毫米。
慣用手
西半球的大多數人喜歡使用右手。 少數人在功能上是靈巧的,所有人都可以學會用任何一隻手以或多或少的效率進行操作。
儘管慣用左手的人數很少,但只要可行,工具手柄的安裝應使左撇子或右撇子都能使用該工具(示例包括電動工具中輔助手柄的定位或剪刀或夾子中的手指環),除非這樣做顯然效率低下,例如螺釘型緊固件的情況,這種緊固件旨在利用右撇子前臂強大的旋後肌肉,同時排除左手 - hander 以同樣的效果使用它們。 必須接受這種限制,因為提供左手螺紋不是可接受的解決方案。
性別的重要性
一般來說,女性的手部尺寸、抓握力和力量往往比男性低 50% 到 70%,當然,與處於較低百分位端的一些男性相比,處於較高百分位端的一些女性手更大,力量也更大。 結果,有相當數量但不確定的人,大多數是女性,難以操作各種專為男性使用而設計的手動工具,特別包括重錘和重鉗,以及金屬切割、壓接和夾緊工具和剝線鉗。 女性使用這些工具可能需要雙手操作而不是單手操作。 因此,在混合性別的工作場所,必須確保提供合適尺寸的工具,不僅可以滿足女性的需求,還可以滿足手部尺寸較低的男性的需求。
特別考慮
在可行的情況下,工具手柄的方向應使操作手符合手臂和手的自然功能位置,即手腕超過一半旋後,外展約 15° 並略微背屈,小指幾乎完全屈曲,其他人不太屈曲,拇指內收並略微彎曲,這種姿勢有時被錯誤地稱為握手姿勢。 (在握手時,手腕不會超過半個旋後。)手腕的內收和背屈與手指和拇指的不同彎曲的組合產生了一個抓握角度,包括手臂的長軸和手臂的長軸之間的大約 80°通過拇指和食指形成的環的中心點的線,即拳的橫軸。
強迫手進入尺骨偏斜的位置,即手向小指彎曲,如使用標準鉗子時發現的那樣,會對手腕結構內的肌腱、神經和血管產生壓力,並可能導致腱鞘炎、腕管綜合症等致殘性疾病。 通過彎曲手柄並保持手腕伸直(即彎曲工具而不是彎曲手),可以避免壓迫神經、軟組織和血管。 雖然這一原則早已得到認可,但尚未被工具製造商或使用大眾廣泛接受。 它特別適用於設計交叉槓桿作用工具,例如鉗子,以及刀具和錘子。
鉗子和十字槓桿工具
必須特別考慮鉗子和類似設備的手柄形狀。 傳統上,鉗子具有等長的彎曲手柄,上部曲線近似於手掌的曲線,下部曲線近似於彎曲手指的曲線。 當工具握在手中時,手柄之間的軸線與鉗子的鉗口軸線在一條直線上。 因此,在操作中,必須保持手腕極度偏尺,即向小指彎曲,同時反复旋轉。 在這個位置上,身體的手腕臂部分的使用效率極低,並且對肌腱和關節結構的壓力很大。 如果該動作是重複的,則可能會導致過度使用傷害的各種表現。
為了解決這個問題,近年來出現了一種更符合人體工程學的新型鉗子。 在這些鉗子中,手柄的軸線相對於鉗口的軸線彎曲了大約 45°。 手柄加厚,可以更好地抓握,同時減少對軟組織的局部壓力。 上手柄按比例較長,形狀適合併圍繞手掌的尺骨側。 手柄的前端包含拇指支撐。 下手柄較短,前端有一個柄腳或圓形突起,彎曲的手指符合彎曲的手指。
雖然上述變化有些激進,但可以相對容易地在鉗子中做出幾項符合人體工程學的合理改進。 也許最重要的是,在需要強力握把的地方,手柄的加厚和輕微扁平化,手柄的頭端有拇指支撐,另一端有輕微的喇叭口。 如果不是設計的一部分,可以通過用橡膠或適當的合成材料製成的固定或可拆卸的非導電護套包裹基本金屬手柄來實現這種修改,並可能直接粗糙化以提高觸覺質量。 手指的手柄壓痕是不希望的。 對於重複使用,可能需要在手柄中安裝一個輕型彈簧,以便在關閉後將其打開。
相同的原理適用於其他十字槓桿工具,特別是在手柄的厚度和扁平度方面的變化。
刀
對於通用刀具,即不用於匕首抓握的刀具,手柄和刀片之間最好有 15° 角,以減少關節組織的壓力。 手柄的尺寸和形狀通常應與其他工具一致,但為了適應不同的手型,建議提供兩種尺寸的刀柄,即一種適合 50% 至 95% 的用戶,另一種對於第 5 個到第 50 個百分位數。 為了讓手盡可能靠近刀片施力,手柄的頂部表面應包含一個凸起的拇指托。
需要一個護刀器以防止手向前滑到刀片上。 護罩可以採用多種形式,例如長約 10 至 15 毫米的柄腳或彎曲突起,從手柄向下突出,或與手柄成直角,或由重金屬環從前至手柄的後部。 拇指托還可以防止打滑。
手柄應符合一般人體工程學指南,具有抗油脂的屈服表面。
錘
除了與彎曲手柄相關的要求外,上面已大致考慮了對錘子的要求。 如上所述,手腕的強迫和重複彎曲可能會導致組織損傷。 通過彎曲工具而不是手腕,可以減少這種損壞。 關於錘子,已經檢查了各種角度,但看起來將頭部向下彎曲 10° 到 20° 之間可能會提高舒適度,如果它實際上並沒有提高性能的話。
螺絲刀和刮削工具
螺絲刀的手柄和其他一些類似握持方式的工具,如刮刀、銼刀、手鑿等,都有一些特殊的要求。 每一次都與精確握把或強力握把一起使用。 每個人都依靠手指和手掌的功能來穩定和傳遞力量。
已經考慮了手柄的一般要求。 已發現螺絲刀手柄最常見的有效形狀是經過改進的圓柱形,末端為圓頂形以容納手掌,並在與軸相交處略微張開以提供對手指末端的支撐。 以這種方式,扭矩主要通過手掌施加,手掌通過從手臂施加的壓力和皮膚處的摩擦阻力保持與手柄接觸。 手指雖然傳遞了一些力,但更多地起到了穩定的作用,由於需要較少的力量,因此不會造成疲勞。 因此,頭部的圓頂在手柄設計中變得非常重要。 如果圓頂上或圓頂與手柄相接的地方有鋒利的邊緣或脊,則手會長老繭並受傷,或者力的傳遞會轉移到效率較低且更容易疲勞的手指和拇指。 軸通常是圓柱形的,但引入了三角形軸,可以為手指提供更好的支撐,儘管使用它可能會更疲勞。
如果重複使用螺絲刀或其他緊固件以致存在過度使用傷害的危險,則應將手動起子更換為從頭頂吊帶上懸掛的電動起子,其方式應易於取用而不會妨礙工作。
鋸和電動工具
手鋸,除了鋼絲鋸和輕型鋼鋸,像螺絲刀一樣的手柄是最合適的,通常有一個手柄,手柄的形式是連接在鋸片上的閉合手槍式握把。
手柄基本上包括一個環,手指放在該環中。 該環實際上是一個兩端彎曲的矩形。 考慮到戴手套,它的長徑內部尺寸應約為 90 至 100 毫米,短徑應為 35 至 40 毫米。 與手掌接觸的手柄應該是前面提到的扁平圓柱形,具有復合曲線以合理地貼合手掌和彎曲的手指。 外弧至內弧的寬度應為35mm左右,厚度不超過25mm。
奇怪的是,抓握和握住電動工具的功能與握住鋸子的功能非常相似,因此某種類型的手柄也很有效。 電動工具中常見的手槍式握把類似於打開的鋸柄,其側面是彎曲的而不是扁平的。
大多數電動工具包括手柄、主體和頭部。 手柄的位置很重要。 理想情況下,手柄、身體和頭部應該在一條直線上,這樣手柄連接在身體的後部,頭部從前面突出。 動作線是伸出食指的線,使頭部偏心於身體的中軸線。 然而,工具的質心位於手柄的前面,而扭矩會產生手必須克服的身體轉動運動。 因此,將主手柄直接放在質心下方會更合適,這樣,如果需要,主體可以在手柄後面和前面突出。 或者,特別是在重型鑽機中,輔助手柄可以以這樣的方式放置在鑽機下方,使得可以用任一隻手操作鑽機。 電動工具通常由裝在手柄前端上部並由食指操作的扳機操作。 扳機應該設計成可以用任何一隻手操作,並且應該包含一個易於復位的閂鎖機構,以便在需要時保持電源開啟。
眼睛和麵部保護包括安全眼鏡、護目鏡、面罩和類似物品,用於防止飛揚的顆粒和異物、腐蝕性化學品、煙霧、激光和輻射。 通常,整個面部可能需要保護免受輻射或機械、熱或化學危害。 有時,面罩也足以保護眼睛,但通常需要專門的眼睛保護,單獨或作為面部保護的補充。
範圍廣泛的職業需要眼部和麵部保護器:危險包括拋光、研磨、切割、爆破、破碎、電鍍或各種化學操作中的飛揚顆粒、煙霧或腐蝕性固體、液體或蒸汽; 在激光操作中對抗強光; 並在焊接或熔爐操作中抵抗紫外線或紅外線輻射。 在可用的多種眼部和麵部保護裝置中,每種危險都有一種正確的類型。 對於某些嚴重風險,首選全臉保護。 根據需要,使用頭罩或頭盔式面罩和麵罩。 眼鏡或護目鏡可用於特定的眼睛保護。
佩戴眼面部保護器的兩個基本問題是:(1)如何提供有效的保護,可以在長時間工作時佩戴而不會感到不適,以及(2)由於視力受限,眼面部保護不受歡迎。 佩戴者的周邊視野受到側框的限制; 鼻樑可能會干擾雙眼視力; 起霧是一個老問題。 特別是在炎熱的氣候或高溫作業中,額外的面部覆蓋物可能變得無法忍受並可能被丟棄。 短期、間歇性操作也會產生問題,因為工人可能會健忘並且不願使用保護措施。 應始終首先考慮工作環境的改善,而不是可能需要的人身保護。 在使用眼部和麵部保護裝置之前或同時使用時,必須考慮保護機器和工具(包括聯鎖保護裝置)、通過排氣通風去除煙霧和灰塵、屏蔽熱源或輻射源以及屏蔽點可能會噴射出顆粒的設備,例如研磨機或車床。 例如,當可以通過使用尺寸和質量合適的透明屏幕或隔板來保護眼睛和麵部時,這些替代方案將優於使用個人眼睛保護裝置。
有六種基本類型的眼睛和麵部保護:
圖 1. 帶或不帶側護罩的常見眼睛保護眼鏡類型
有些護目鏡可以戴在矯正眼鏡上。 此類護目鏡的硬化鏡片通常最好在眼科專家的指導下配戴。
針對特定危險的防護
外傷和化學傷害. 面罩或護目鏡用於防止飛行
顆粒、煙霧、灰塵和化學危害。 常見類型有眼鏡(通常帶有側護罩)、護目鏡、塑料眼罩和麵罩。 當預計從各個方向都有受傷風險時,使用頭盔類型。 頭罩型和潛水員頭盔型用於噴砂和噴丸。 各種透明塑料、硬化玻璃或金屬絲網可用於防止某些異物進入。 帶塑料或玻璃鏡片的眼罩護目鏡或塑料眼罩以及潛水員頭盔式護罩或塑料面罩用於防護化學品。
常用的材料包括聚碳酸酯、丙烯酸樹脂或纖維基塑料。 聚碳酸酯可有效抵抗衝擊,但可能不適合抵抗腐蝕。 丙烯酸保護膜的抗衝擊能力較弱,但適用於防止化學危害。 纖維基塑料具有添加防霧塗層的優點。 這種防霧塗層還可以防止靜電效應。 因此,這種塑料保護器不僅可以用於體力輕的工作或化學處理,而且可以用於現代潔淨室工作。
熱輻射. 防紅外線輻射的面罩或護目鏡主要用於熔爐操作和其他涉及暴露於高溫輻射源的動火作業。 通常同時需要防護火花或飛熱物體。 主要使用頭盔式和麵罩式的面罩。 使用各種材料,包括金屬絲網、沖孔鋁板或類似金屬板、鍍鋁塑料屏蔽層或鍍金塑料屏蔽層。 由金屬絲網製成的面罩可減少 30% 至 50% 的熱輻射。 鍍鋁塑料屏蔽層可以很好地防止輻射熱。 圖 1 給出了一些防熱輻射面罩的示例。
焊接。 操作員、焊工及其助手應佩戴在每個焊接和切割過程中為眼睛提供最大保護的護目鏡、頭盔或防護罩。 不僅需要有效保護免受強光和輻射,還需要防止對面部、頭部和頸部的影響。 玻璃纖維增強塑料或尼龍保護器很有效但相當昂貴。 硫化纖維通常用作屏蔽材料。 如圖4所示,頭盔式護具和手持式護盾同時用於保護眼睛和麵部。 下文描述了在各種焊接和切割操作中使用正確濾光片的要求。
寬光譜帶. 焊接和切割過程或熔爐會發出紫外線、可見光和紅外線波段的輻射,這些都會對眼睛產生有害影響。 可以使用類似於圖1和圖2所示的眼鏡型或護目鏡型保護器以及如圖4所示的焊工保護器。 在焊接作業中,一般使用頭盔式保護器和手盾式保護器,有時與眼鏡或護目鏡配合使用。 應該注意的是,焊工助手也需要保護。
高強光護眼用各種深淺度的濾光鏡片和濾光板的透過率及透光率公差見表1。根據防護等級選擇正確濾光鏡片的指南見表2至表6) .
表 1. 透射率要求 (ISO 4850-1979)
秤號 |
最大透過率 在紫外光譜 t (), % |
透光率( ), % |
最大平均透過率 在紅外光譜中,% |
|||
|
313納米 |
365納米 |
最大 |
最低限度 |
近紅外線 1,300 至 780 納米, |
中。 紅外線 2,000 至 1,300 納米, |
1.2 1.4 1.7 2.0 2.5 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 |
0,0003 0,0003 0,0003 0,0003 0,0003 0,0003 0,0003 0,0003 0,0003 0,0003 0,0003 0,0003 0,0003 值小於或等於 365 nm 允許的透射率 |
50 35 22 14 6,4 2,8 0,95 0,30 0,10 0,037 0,013 0,0045 0,0016 0,00060 0,00020 0,000076 0,000027 0,0000094 0,0000034 |
100 74,4 58,1 43,2 29,1 17,8 8,5 3,2 1,2 0,44 0,16 0,061 0,023 0,0085 0,0032 0,0012 0,00044 0,00016 0,000061 |
74,4 58,1 43,2 29,1 17,8 8,5 3,2 1,2 0,44 0,16 0,061 0,023 0,0085 0,0032 0,0012 0,00044 0,00016 0,000061 0,000029 |
37 33 26 21 15 12 6,4 3,2 1,7 0,81 0,43 0,20 0,10 0,050 0,027 0,014 0,007 0,003 0,003 |
37 33 26 13 9,6 8,5 5,4 3,2 1,9 1,2 0,68 0,39 0,25 0,15 0,096 0,060 0,04 0,02 0,02 |
摘自 ISO 4850:1979 並經國際標準化組織 (ISO) 許可複制。 這些標準可從任何 ISO 成員或 ISO Central Secretariat, Case postale 56, 1211 Geneva 20, Switzerland 獲得。 版權歸 ISO 所有。
表 2. 用於氣焊和銅焊的防護等級
待開展的工作1 |
l = 乙炔流量,單位為升/小時 |
|||
我 70 英鎊 |
70 升 200 英鎊 |
200 升 800 英鎊 |
l > 800 |
|
焊接和釬焊 |
4 |
5 |
6 |
7 |
焊接與發射 |
4a |
5a |
6a |
7a |
1 根據使用條件,可以使用大一號或小一號的尺子。
摘自 ISO 4850:1979 並經國際標準化組織 (ISO) 許可複制。 這些標準可從任何 ISO 成員或 ISO Central Secretariat, Case postale 56, 1211 Geneva 20, Switzerland 獲得。 版權歸 ISO 所有。
表 3. 用於氧氣切割的防護等級
待開展的工作1 |
氧氣流量,以升/小時為單位 |
||
900年到2,000年 |
2,000年到4,000年 |
4,000年到8,000年 |
|
氧氣切割 |
5 |
6 |
7 |
1 根據使用條件,可以使用大一號或小一號的尺子。
注:每小時 900 至 2,000 和 2,000 至 8,000 升氧氣,與使用直徑分別為 1 至 1.5 和 2 毫米的切割噴嘴相當接近。
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表 4. 用於等離子弧切割的防護等級
待開展的工作1 |
l = 電流,單位為安培 |
||
我 150 英鎊 |
150 升 250 英鎊 |
250 升 400 英鎊 |
|
熱切割 |
11 |
12 |
13 |
1 根據使用條件,可以使用大一號或小一號的尺子。
摘自 ISO 4850:1979 並經國際標準化組織 (ISO) 許可複制。 這些標準可從任何 ISO 成員或 ISO Central Secretariat, Case postale 56, 1211 Geneva 20, Switzerland 獲得。 版權歸 ISO 所有。
表 5. 用於電弧焊或氣刨的防護等級
1 根據使用條件,可以使用大一號或小一號的尺子。
2 “重金屬”一詞適用於鋼、合金鋼、銅及其合金等。
注:彩色區域對應於當前手工焊接實踐中通常不使用焊接操作的範圍。
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表 6. 用於等離子直接電弧焊的防護等級
1 根據使用條件,可以使用大一號或小一號的尺子。
彩色區域對應於當前手工焊接實踐中通常不使用焊接操作的範圍。
摘自 ISO 4850:1979 並經國際標準化組織 (ISO) 許可複制。 這些標準可從任何 ISO 成員或 ISO Central Secretariat, Case postale 56, 1211 Geneva 20, Switzerland 獲得。 版權歸 ISO 所有。
一項新的發展是使用由焊接晶體表面製成的過濾板,一旦焊接電弧開始,它們就會增加其保護色。 這種近乎瞬時的陰影增加時間可以短至 0.1 毫秒。 在非焊接情況下通過板的良好可見性可以鼓勵它們的使用。
激光束. 沒有一種濾光片可以防護所有激光波長。 不同種類的激光器具有不同的波長,並且有產生不同波長光束的激光器或光束通過光學系統改變波長的激光器。 因此,使用激光的公司不應僅僅依靠激光保護器來保護員工的眼睛免受激光灼傷。 儘管如此,激光操作員確實經常需要保護眼睛。 眼鏡和護目鏡均可; 它們的形狀類似於圖 1 和圖 2 中所示的形狀。每種眼鏡在特定激光波長下都有最大衰減。 保護在其他波長迅速下降。 選擇適合激光種類、波長和光密度的正確眼鏡至關重要。 眼鏡是為了防止反射和散射光,必須採取最大程度的預防措施來預見和避免有害的輻射暴露。
使用眼部和麵部保護器時,必須適當注意提高舒適度和效率。 重要的是,保護器必須由接受過相關培訓的人員安裝和調整。 每個工人都應該獨占使用他或她自己的保護器,而在較大的工廠中很可能會提供清潔和除霧的公共設施。 舒適度對於頭盔和頭罩式保護器尤為重要,因為它們在使用過程中可能會變得幾乎無法忍受。 可以安裝空氣管路以防止這種情況發生。 在工作過程的風險允許的情況下,在不同類型的保護之間做出一些個人選擇在心理上是可取的。
應定期檢查保護器,以確保它們處於良好狀態。 應注意,即使使用矯正視力設備,它們也始終能提供足夠的保護。
卡爾·赫·克羅默
在下文中,將研究人體工程學設計的三個最重要的問題:首先, 控制,將能量或信號從操作員傳輸到機器的裝置; 第二, 指標 或顯示器,向操作員提供有關機器狀態的視覺信息; 第三,面板或控制台中控件和顯示器的組合。
為坐著的操作員設計
坐著是一種比站著更穩定、耗能更少的姿勢,但它比站著更能限制工作空間,尤其是腳部。 然而,與站著相比,坐著時操作腳踏控制要容易得多,因為腳必須將很少的體重轉移到地面上。 此外,如果腳施加的力的方向部分或大部分向前,則提供具有靠背的座椅允許施加相當大的力。 (這種佈置的典型示例是汽車中踏板的位置,它們位於駕駛員前方,或多或少低於座椅高度。)圖 1 示意性地顯示了可供坐著的操作員使用的踏板位置。 請注意,該空間的具體尺寸取決於實際操作員的人體測量學。
用於放置手動控件的空間主要位於身體前方,大致呈球形輪廓,該輪廓以肘部、肩部或這兩個身體關節之間的某處為中心。 圖 2 示意性地顯示了控件位置的空間。 當然,具體尺寸取決於操作者的人體測量學。
必須注視的顯示器和控件的空間以眼睛前方的部分球體的外圍為界,並以眼睛為中心。 因此,此類顯示器和控件的參考高度取決於就座操作員的眼睛高度以及他或她的軀乾和頸部姿勢。 距離小於一米左右的視覺目標的首選位置明顯低於眼睛的高度,並且取決於目標的接近程度和頭部的姿勢。 目標越近,它的位置就應該越低,並且應該位於或靠近操作者的內側(中矢狀)平面。
用“耳眼線”(Kroemer 1994a)來描述頭部的姿勢很方便,在側視圖中,它穿過右耳孔和右眼瞼的接合處,而頭部不向任何一側傾斜(在正面視圖中瞳孔處於同一水平水平)。 當俯仰角變大時,人們通常稱頭部位置為“直立”或“直立” P (見圖3)耳眼線與地平線成15°左右,眼睛在耳朵高度以上。 視覺目標的首選位置是耳眼線下方 25°–65°(洛西 在圖 3 中),對於必須保持聚焦的近距離目標,大多數人更喜歡較低的值。 儘管視線的首選角度存在很大差異,但大多數受試者,尤其是隨著年齡的增長,更喜歡聚焦在具有大視野的近距離目標上 洛西 角度。
專為站立操作員設計
很少需要站立的操作員進行踏板操作,因為否則操作員必須花太多時間單腳站立而另一隻腳操作控制器。 顯然,站著的操作者同時操作兩個踏板實際上是不可能的。 當操作員靜止不動時,腳踏控制裝置的位置僅限於行李箱下方的一小塊區域,略微位於行李箱前方。 走動會提供更多空間來放置踏板,但在大多數情況下這是非常不切實際的,因為涉及到步行距離。
站立操作員的手動控制位置包括與坐著操作員大致相同的區域,大致在身體前方的半個球體,其中心靠近操作員的肩膀。 對於重複的控制操作,該半球體的優選部分將是其下部。 顯示器的位置區域也類似於適合坐著的操作員的區域,同樣大致是一個以操作員眼睛為中心的半球體,首選位置位於該半球體的下部。 顯示器的確切位置以及必須看到的控件的確切位置取決於頭部的姿勢,如上所述。
控制器的高度適當參考操作員肘部的高度,同時上臂懸掛在肩部。 必須注視的顯示器和控件的高度是指操作員的眼睛高度。 兩者都取決於操作員的人體測量學,對於矮個子和高個子、男人和女人以及不同種族的人,這可能會有很大的不同。
腳踏控制
應區分兩種控制:一種用於將大能量或力傳遞給一台機器。 這方面的例子是自行車上的踏板或沒有動力輔助功能的較重車輛中的製動踏板。 將控制信號傳送至機器的腳踏控制裝置,例如通斷開關,通常只需要少量的力或能量。 雖然考慮踏板的這兩個極端形式很方便,但存在各種中間形式,設計師的任務是確定以下哪一種設計建議最適用於它們。
如上所述,重複或連續的踏板操作應該只需要坐著的操作員。 對於旨在傳輸大能量和力的控制,以下規則適用:
控件的選擇
必鬚根據下列需要或條件在不同種類的控制中進行選擇:
控件的功能用途也決定了選擇程序。 主要標準如下:
控制運動方向 |
||||||||||||
功能 |
Up |
權 |
向前 |
順時針 |
按, |
下 |
左列 |
向後 |
上一頁 |
計數器- |
拉1 |
推2 |
On |
+3 |
+ |
+ |
+ |
- |
+3 |
+ |
|||||
關閉 |
+ |
- |
- |
+ |
- |
|||||||
權 |
+ |
- |
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左列 |
+ |
- |
||||||||||
提高 |
+ |
- |
||||||||||
降低 |
- |
+ |
||||||||||
撤回 |
- |
+ |
- |
|||||||||
延長 |
+ |
- |
- |
|||||||||
提高 |
- |
- |
+ |
- |
||||||||
減少 |
- |
- |
+ |
- |
||||||||
開放價值 |
- |
+ |
||||||||||
收盤價 |
+ |
- |
空白:不適用; + 最喜歡; – 不太喜歡。 1 帶觸發式控制。 2 帶推拉開關。 3 在美國上升,在歐洲下降。
資料來源:修改自 Kroemer 1995。
表 1 和表 2 有助於選擇適當的控件。 但是,請注意,很少有用於控件選擇和設計的“自然”規則。 目前的大多數建議純粹是經驗性的,適用於現有設備和西方刻板印象。
影響 |
鑰匙- |
切換 |
推- |
酒吧 |
圓形 |
指輪 |
指輪 |
曲柄 |
翹板開關 |
槓桿 |
操縱桿 |
傳說 |
滑動1 |
選擇開/關 |
+ |
+ |
+ |
= |
+ |
+ |
+ |
||||||
選擇開/待/關 |
- |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
|||||||
選擇關閉/模式 1/模式 2 |
= |
- |
+ |
+ |
+ |
+ |
|||||||
從幾個相關功能中選擇一個功能 |
- |
+ |
- |
= |
|||||||||
選擇三個或更多離散選項之一 |
+ |
+ |
|||||||||||
選擇操作條件 |
+ |
+ |
- |
+ |
+ |
- |
|||||||
參與或脫離 |
+ |
||||||||||||
互選其一 |
+ |
+ |
|||||||||||
在刻度上設置值 |
+ |
- |
= |
= |
= |
+ |
|||||||
分步選擇值 |
+ |
+ |
+ |
+ |
空白:不適用; +:最優選; –:不太優選; = 最不喜歡。 1 估計(沒有已知的實驗)。
資料來源:修改自 Kroemer 1995。
圖 4 顯示了“制動”控制的示例,其特徵在於控制停止時的離散制動或停止。 它還描繪了典型的“連續”控制,其中控制操作可以發生在調整範圍內的任何位置,而無需設置在任何給定位置。
控件的大小在很大程度上取決於過去對各種控件類型的經驗,通常以最小化控制面板中所需空間的願望為指導,並且允許相鄰控件的同時操作或避免無意中的同時激活。 此外,設計特性的選擇將受到以下考慮因素的影響,例如控制裝置是位於室外還是在有遮蔽的環境中,是在固定設備中還是在移動的車輛中,或者可能涉及使用裸手或手套和連指手套。 對於這些情況,請參閱本章末尾的閱讀材料。
一些操作規則管理控制的安排和分組。 這些在表 3 中列出。有關更多詳細信息,請查看本節末尾列出的參考文獻以及 Kroemer、Kroemer 和 Kroemer-Elbert (1994)。
定位為 |
控制裝置應以操作員為導向。 如果 |
主要控制 |
最重要的控制應該有最有利的 |
集團相關 |
按順序操作的控件,與 |
為..作安排 |
如果控件的操作遵循給定的模式,則控件應 |
始終如一 |
功能相同或相似的控件的排列 |
死操作員 |
如果操作員失去行為能力並且要么放手 |
選擇代碼 |
有許多方法可以幫助識別控件,以指示 |
資料來源:修改自 Kroemer、Kroemer 和 Kroemer-Elbert 1994。
經 Prentice-Hall 許可轉載。 版權所有。
防止誤操作
以下是防止無意中激活控件的最重要方法,其中一些方法可以組合使用:
請注意,這些設計通常會減慢控件的操作速度,這在緊急情況下可能是有害的。
數據輸入設備
幾乎所有控件都可用於在計算機或其他數據存儲設備上輸入數據。 然而,我們最習慣於使用帶按鈕的鍵盤。 在甚至已成為計算機鍵盤標準的原始打字機鍵盤上,按鍵基本上按字母順序排列,但由於各種原因(通常是晦澀難懂的原因)進行了修改。 在某些情況下,在普通文本中經常彼此相鄰的字母被隔開,這樣如果快速敲擊,原始的機械類型條可能不會糾纏在一起。 鍵的“列”大致呈直線排列,鍵的“行”也是如此。 但是,指尖不是以這種方式對齊的,並且在手的手指彎曲或伸展或向側面移動時也不會以這種方式移動。
在過去的一百年裡,人們進行了許多嘗試,通過改變鍵盤佈局來提高鍵控性能。 其中包括在標準佈局中重新定位鍵,或完全更改鍵盤佈局。 鍵盤被分成不同的部分,並添加了按鍵組(例如數字鍵盤)。 相鄰鍵的排列可以通過改變間距、相互之間的偏移或參考線的偏移來改變。 鍵盤可分為用於左手和右手的部分,並且這些部分可橫向傾斜和傾斜。
按鈕操作的動態對用戶來說很重要,但在操作中很難測量。 因此,按鍵的力-位移特性通常描述為靜態測試,並不代表實際操作。 根據目前的實踐,計算機鍵盤上的按鍵位移相當小(約 2 毫米),並顯示出“彈回”阻力,即在實現按鍵啟動時操作力的減小。 一些鍵盤由一個帶有開關的薄膜組成,而不是單獨的單個鍵,當在正確的位置按下時,會產生所需的輸入,而感覺很少或沒有位移。 膜的主要優點是灰塵或液體無法滲透; 但是,許多用戶不喜歡它。
除了“一個鍵一個字符”原則之外,還有其他選擇; 相反,人們可以通過各種組合方式生成輸入。 一種是“和弦”,即同時操作兩個或多個控件以生成一個字符。 這對操作員的記憶能力提出了要求,但只需要使用很少的鑰匙。 其他開發利用二進制輕敲按鈕以外的控件,用槓桿、肘節或特殊傳感器(如裝有儀器的手套)代替它,這些傳感器會對手的手指的運動做出反應。
傳統上,打字和計算機輸入是通過操作員手指與鍵盤、鼠標、軌跡球或光筆等設備之間的機械交互來完成的。 然而,還有許多其他方式可以產生投入。 語音識別似乎是一種很有前途的技術,但也可以採用其他方法。 例如,他們可能會利用指向、手勢、面部表情、身體動作、注視(引導一個人的視線)、舌頭的運動、呼吸或手語來傳輸信息並向計算機生成輸入。 該領域的技術發展非常多變,正如用於計算機遊戲的許多非傳統輸入設備所表明的那樣,在不久的將來接受傳統二進制點擊鍵盤以外的設備是完全可行的。 例如,Kroemer (1994b) 和 McIntosh (1994) 已經提供了對當前鍵盤設備的討論。
顯示器
顯示器提供有關設備狀態的信息。 顯示可應用於操作員的視覺(燈光、秤、計數器、陰極射線管、平板電子設備等)、聽覺(鈴、喇叭、錄製的語音消息、電子生成的聲音等)或用於觸覺(形狀控制、盲文等)。 標籤、書面說明、警告或符號(“圖標”)可被視為特殊類型的顯示。
顯示器的四個“基本規則”是:
選擇聽覺還是視覺顯示取決於當時的條件和目的。 展示的目的可能是提供:
如果環境嘈雜、操作員留在原地、信息冗長且複雜,尤其是涉及對象的空間位置時,視覺顯示是最合適的。 如果工作場所必須保持黑暗,操作員四處走動,信息簡短,需要立即註意,並處理事件和時間,則聽覺顯示是合適的。
視覺展示
視覺顯示有三種基本類型:(1) 查 顯示屏指示給定條件是否存在(例如,綠燈表示正常功能)。 (2)的 定性 顯示指示變化變量的狀態或其近似值,或其變化趨勢(例如,指針在“正常”範圍內移動)。 (3) 的 量 顯示屏顯示必須確定的準確信息(例如,在地圖上查找位置、閱讀文本或在計算機顯示器上繪圖),或者它可能指示必須由操作員讀取的準確數值(例如、時間或溫度)。
視覺顯示的設計指南是:
對於更複雜和更詳細的信息,尤其是定量信息,傳統上使用四種不同顯示之一:(1) 移動指針(具有固定刻度),(2) 移動刻度(具有固定指針),(3) 計數器(4) “圖形”顯示,尤其是在顯示監視器上由計算機生成的。 圖 6 列出了這些顯示類型的主要特徵。
通常最好使用移動指針而不是移動刻度,刻度可以是直線(水平或垂直排列)、曲線或圓形。 刻度應該簡單而整潔,刻度和編號的設計應能快速獲得正確的讀數。 數字應位於刻度標記之外,以免被指針遮擋。 指針的末端應直接指向標記。 刻度尺只能按照操作員必須讀取的那樣精細地標記分度。 所有主要標記都應編號。 進度最好用主要標記之間的 1991、1994 或 XNUMX 個單位的間隔來標記。 數字應從左到右、從下到上或順時針增加。 有關尺度尺寸的詳細信息,請參閱 Cushman 和 Rosenberg XNUMX 或 Kroemer XNUMXa 列出的標準。
從 1980 年代開始,帶有指針和印刷刻度的機械顯示器越來越多地被帶有計算機生成圖像的“電子”顯示器或使用發光二極管的固態設備所取代(參見 Snyder 1985a)。 顯示的信息可以通過以下方式編碼:
不幸的是,許多電子生成的顯示都模糊不清,通常過於復雜和色彩豐富,難以閱讀,並且需要準確聚焦和密切關注,這可能會分散主要任務的注意力,例如駕駛汽車。 在這些情況下,上面列出的四項“基本規則”中的前三項經常被違反。 此外,許多電子生成的指針、標記和字母數字不符合既定的人體工程學設計指南,尤其是當由線段、掃描線或點陣生成時。 儘管用戶可以容忍其中一些有缺陷的設計,但快速創新和改進顯示技術可以提供許多更好的解決方案。 然而,同樣的快速發展導致印刷報表(即使它們出現時是最新的和全面的)正在迅速變得過時。 因此,本文中均未給出。 Cushman 和 Rosenberg (1991)、Kinney 和 Huey (1990) 以及 Woodson、Tillman 和 Tillman (1991) 出版了彙編。
電子顯示器的整體質量往往欠佳。 用於評估圖像質量的一種度量是調製傳遞函數 (MTF)(Snyder 1985b)。 它使用特殊的正弦波測試信號來描述顯示器的分辨率; 然而,讀者對顯示器的偏好有很多標準(Dillon 1992)。
單色顯示器只有一種顏色,通常是綠色、黃色、琥珀色、橙色或白色(消色差)。 如果幾種顏色出現在同一個彩色顯示器上,它們應該很容易區分。 最好同時顯示不超過三種或四種顏色(優先考慮紅色、綠色、黃色或橙色,以及青色或紫色)。 一切都應該與背景形成強烈對比。 其實一個合適的規則是先對比設計,也就是從黑白兩方面來設計,然後再有節制地添加顏色。
儘管有許多單獨或相互作用的變量會影響複雜顏色顯示的使用,但 Cushman 和 Rosenberg (1991) 編寫了顯示顏色使用指南; 這些在圖 7 中列出。
其他建議如下:
控制和顯示面板
顯示器和控件應佈置在面板中,以便它們位於操作員前方,即靠近人的內側平面。 如前所述,無論操作員是坐著還是站著,控件都應接近肘部高度,並在眼睛下方或眼睛高度顯示。 不經常操作的控件或不太重要的顯示器可以位於更靠邊或更高的位置。
通常,有關控制操作結果的信息會顯示在儀器上。 在這種情況下,顯示器應靠近控制裝置,以便控制設置可以無誤、快速、方便地完成。 當控件位於顯示屏的正下方或右側時,分配通常最清晰。 操作控制器時,必須注意不要讓手遮住顯示屏。
存在對控制-顯示關係的普遍預期,但它們通常是習得的,它們可能取決於用戶的文化背景和經驗,而且這些關係通常並不牢固。 預期的運動關係受控制和顯示類型的影響。 當兩者都是線性或旋轉時,刻板的期望是它們沿相應的方向移動,例如都向上或都順時針。 當運動不一致時,通常適用以下規則:
控制和顯示位移的比率(C/D 比率或 D/C 增益)描述了必須移動多少控制才能調整顯示。 如果很多控制運動只產生一個小的顯示運動,一旦談到高 C/D 比,並且控制具有低靈敏度。 通常,在進行設置時涉及兩個不同的運動:首先是快速的主要(“迴轉”)運動到一個大概的位置,然後是對精確設置的微調。 在某些情況下,將這兩個運動的總和最小化的最佳 C/D 比值。 然而,最合適的比例取決於給定的情況; 它必須為每個應用程序確定。
標籤和警告
標籤
理想情況下,設備或控件上不應要求任何標籤來解釋其用途。 然而,通常需要使用標籤,以便人們可以定位、識別、閱讀或操縱控件、顯示器或其他設備項目。 必須進行標記,以便準確快速地提供信息。 為此,表 4 中的指南適用。
方向 |
標籤及其上印刷的信息應面向 |
活動地點 |
標籤應放置在或非常接近它的項目 |
標準化 |
所有標籤的放置應在整個過程中保持一致 |
可租用的設備 |
標籤應主要描述功能(“它做什麼 |
縮略語 |
可以使用常見的縮寫。 如果一個新的縮寫是 |
簡潔 |
標籤銘文應盡可能簡潔,不 |
熟識 |
如果可能的話,應選擇參與者熟悉的詞語 |
知名度和 |
操作員應能夠輕鬆準確地讀取 |
字體和大小 |
排版決定了書面信息的易讀性; |
資料來源:修改自 Kroemer、Kroemer 和 Kroemer-Elbert 1994
(經 Prentice-Hall 許可轉載;保留所有權利)。
字體(字體)應該是簡單、粗體和垂直的,例如 Futura、Helvetica、Namel、Tempo 和 Vega。 請注意,大多數電子生成的字體(由 LED、LCD 或點陣形成)通常不如印刷字體; 因此,必須特別注意使這些盡可能清晰易讀。
觀看距離 35 厘米,建議高度 22 毫米
觀看距離 70 厘米,建議高度 50 毫米
觀看距離 1 m,建議高度 70 mm
觀看距離 1.5 m,建議高度至少 1 cm。
警告
理想情況下,所有設備都應該可以安全使用。 實際上,這通常無法通過設計來實現。 在這種情況下,必須警告用戶與產品使用相關的危險,並提供安全使用說明以防止受傷或損壞。
最好有一個“主動”警告,通常包括一個注意到不當使用的傳感器,以及一個警告人類即將發生危險的警報裝置。 然而,在大多數情況下,使用的是“被動”警告,通常包括貼在產品上的標籤和用戶手冊中的安全使用說明。 這種被動警告完全依賴於人類用戶識別現有或潛在的危險情況、記住警告並謹慎行事。
被動警告的標籤和標誌必須按照最新的政府法律法規、國家和國際標準以及最適用的人體工程學信息精心設計。 警告標籤和標語牌可能包含文本、圖形和圖片——通常是帶有冗余文本的圖形。 如果仔細選擇這些描述,圖形,尤其是圖片和象形圖,可以被具有不同文化和語言背景的人使用。 然而,不同年齡、經歷、種族和教育背景的用戶可能對危險和警告有不同的認知。 因此,設計一個 安全至上 產品比對劣質產品應用警告要好得多。
腳和腿受傷在許多行業都很常見。 在任何工作場所,重物掉落都可能傷到腳,尤其是腳趾,尤其是採礦、金屬製造、工程和建築施工等較重行業的工人。 鑄造廠、鋼鐵廠、化工廠等場所經常發生熔融金屬、火花或腐蝕性化學品燒傷下肢的情況。 皮炎或濕疹可能由各種酸性、鹼性和許多其他物質引起。 腳也可能因撞擊物體或踩到尖銳的突出物而受到身體傷害,例如建築行業中可能出現的情況。
工作環境的改善已使工人的腳被突出的地板釘和其他尖銳危險簡單地刺傷和撕裂的情況減少了,但在潮濕或潮濕的地板上工作導致的事故仍然時有發生,尤其是穿著不合適的鞋時。
保護類型。
腳和腿保護的類型應與風險相關。 在一些輕工業中,工人穿做工精良的普通鞋可能就足夠了。 例如,許多女性會穿對她們來說舒適的鞋類,例如涼鞋或舊拖鞋,或者鞋跟很高或破舊的鞋類。 這種做法應該被勸阻,因為這樣的鞋可能會導致事故。
有時,防護鞋或木底鞋就足夠了,有時則需要靴子或護腿(見圖 1、圖 2 和圖 3)。 鞋子覆蓋腳踝、膝蓋或大腿的高度取決於危險,但也必須考慮舒適性和活動性。 因此,鞋子和綁腿在某些情況下可能比高筒靴更可取。
圖 1. 安全鞋
防護鞋和靴子可以由皮革、橡膠、合成橡膠或塑料製成,並可以通過縫紉、硫化或模壓製成。 由於腳趾最容易受到衝擊傷害,因此在存在此類危險的地方,鋼製鞋頭是防護鞋的基本特徵。 為了舒適起見,鞋頭必須相當薄和輕,因此碳工具鋼被用於此目的。 這些安全鞋頭可以結合到多種類型的靴子和鞋子中。 在某些掉落物體存在特殊風險的行業中,金屬腳背防護裝置可能會安裝在防護鞋上。
具有各種胎面花紋的橡膠或合成外底用於最大限度地減少或防止打滑的風險:這在地板可能潮濕或打滑的地方尤為重要。 鞋底的材料似乎比胎面花紋更重要,並且應該具有高摩擦係數。 在建築工地等地方需要加固、防刺穿的鞋底; 金屬鞋墊也可以插入缺乏這種保護的各種類型的鞋類中。
如果存在觸電危險,鞋子應完全縫合或粘合,或直接硫化以避免使用釘子或任何其他導電緊固件。 在可能存在靜電的地方,防護鞋應採用導電橡膠外底,以允許靜電從鞋底洩漏。
具有雙重用途的鞋類現已普遍使用:這些鞋子或靴子既具有上述抗靜電特性,又能保護穿著者在接觸低壓電源時免受電擊。 在後一種情況下,必須控制內底和外底之間的電阻,以便在給定電壓範圍內提供這種保護。
過去,“安全和耐用”是唯一的考慮因素。 現在,工人的舒適度也被考慮在內,因此防護鞋的輕便、舒適甚至美觀都是搶手的品質。 “安全運動鞋”就是這種鞋類的一個例子。 設計和顏色可能會在鞋類作為企業形象的象徵中發揮作用,這一問題在日本等國家受到特別關注,僅舉一個例子。
合成橡膠靴可有效防止化學損傷:在室溫下將材料浸入 10% 的鹽酸溶液中 20 小時後,材料的抗拉強度或伸長率下降不應超過 48%。
特別是在熔融金屬或化學灼傷是主要危險的環境中,重要的是鞋子或靴子應該沒有鞋舌,並且緊固件應該拉過靴子的頂部而不是塞在裡面。
可以使用橡膠或金屬鞋墊、綁腿或護腿來保護鞋線以上的腿,尤其是防止被燙傷的危險。 可能需要保護性護膝,尤其是在需要跪下的工作中,例如在某些鑄造模具中。 在靠近高溫源的地方需要鍍鋁的防熱鞋、靴子或緊身褲。
使用和維護
所有防護鞋在不使用時應保持清潔和乾燥,並應在必要時盡快更換。 在多人使用同一雙膠靴的場所,應定期安排每次使用之間的消毒,防止足部感染傳播。 由於使用太緊和太重的靴子或鞋子,存在足部真菌病的危險。
任何防護鞋的成功都取決於它的可接受性,現在人們對造型的關注度越來越高,這一事實得到了廣泛認可。 舒適是先決條件,鞋子應該盡可能輕便以符合其目的:應避免每雙重量超過兩公斤的鞋子。
有時,法律要求雇主提供足部和腿部安全保護。 如果雇主對進步計劃感興趣而不僅僅是履行法律義務,相關公司通常會發現在工作地點提供一些方便購買的安排非常有效。 如果可以批發價提供防護服,或者可以安排方便的延長付款期限,工人可能會更願意也能夠購買和使用更好的設備。 這樣,可以更好地控制獲得和佩戴的保護類型。 然而,許多公約和法規確實認為為工人提供工作服和防護設備是雇主的義務。
在設計設備時,最重要的是要充分考慮這樣一個事實,即人類操作員在處理信息方面既有能力又有局限性,這些能力和局限性各不相同,並且存在於各個層面。 實際工作條件下的性能在很大程度上取決於設計在多大程度上關注或忽略了這些潛力及其限制。 下面將簡要介紹一些主要問題。 將參考本卷的其他貢獻,其中將更詳細地討論一個問題。
在人類信息處理的分析中,通常區分三個主要層次,即 知覺水平是, 決策層 和 運動水平. 知覺水平進一步細分為三個層次,涉及感覺處理、特徵提取和知覺識別。 在決策層面,操作員接收感知信息並選擇對其做出反應,最終在運動層面進行編程和實現。 這僅描述了最簡單的選擇反應情況下的信息流。 然而,很明顯,感知信息可能會在引發行動之前積累、組合和診斷。 同樣,可能需要考慮到感知過載來選擇信息。 最後,當有多個選項時,其中一些可能比其他選項更合適,選擇適當的操作就變得更成問題。 在目前的討論中,重點將放在信息處理的感知和決策因素上。
感知能力和限制
感官限制
第一類加工限制是感官的。 它們與信息處理的相關性是顯而易見的,因為隨著信息接近閾值限制,處理變得不那麼可靠。 這似乎是一個相當微不足道的陳述,但儘管如此,感官問題並不總是在設計中被清楚地識別出來。 例如,標誌張貼系統中的字母數字字符應該足夠大,以便在與採取適當行動的需要相一致的距離內清晰可辨。 反過來,易讀性不僅取決於字母數字的絕對大小,還取決於對比度,並且考慮到橫向抑制,還取決於標誌上的信息總量。 特別是,在能見度低的情況下(例如,在駕駛或飛行期間下雨或起霧),易讀性是一個需要採取額外措施的相當大的問題。 最近開發的交通路標和路標通常設計精良,但建築物附近和建築物內的路標通常難以辨認。 視覺顯示單元是另一個例子,其中大小、對比度和信息量的感官限制起著重要作用。 在聽覺領域,一些主要的感官問題與理解嘈雜環境或低質量音頻傳輸系統中的語音有關。
特徵提取
提供足夠的感官信息,下一組信息處理問題涉及從呈現的信息中提取特徵。 最近的研究表明,有充分的證據表明,對特徵的分析先於對有意義的整體的感知。 特徵分析對於在許多其他對像中定位一個特殊的異常對象特別有用。 例如,包含許多值的顯示器上的基本值可能由單一的異常顏色或尺寸表示,然後該特徵立即引起注意或“彈出”。 從理論上講,對於不同的顏色、大小、形式和其他物理特徵,存在“特徵圖”的共同假設。 特徵的注意力值取決於屬於同一類的特徵圖的激活差異,例如顏色。 因此,特徵圖的激活取決於異常特徵的可辨別性。 這意味著當屏幕上有許多顏色的幾個實例時,大多數顏色特徵圖都被大致相同地激活,這具有不會彈出任何顏色的效果。
以同樣的方式彈出一個移動廣告,但當視野中有多個移動刺激時,這種效果就會完全消失。 在對齊指示理想參數值的指針時,也應用了不同激活特徵圖的原理。 指針的偏差由可快速檢測到的偏差斜率指示。 如果這不可能實現,則可能會通過顏色變化來指示危險的偏差。 因此,設計的一般規則是在屏幕上只使用極少數異常特徵,並只為最重要的信息保留它們。 在特徵連詞的情況下,搜索相關信息變得很麻煩。 例如,很難在小的紅色物體和大小不一的綠色物體中找到一個大的紅色物體。 如果可能,在嘗試設計高效搜索時應避免連詞。
可分離與整體尺寸
當可以更改特徵而不影響對對像其他特徵的感知時,特徵是可分離的。 直方圖的線長就是一個很好的例子。 另一方面,整體特徵是指當特徵發生變化時,會改變對象的整體外觀。 例如,在不改變圖片的整體外觀的情況下,不能在面部示意圖中改變嘴部特徵。 同樣,顏色和亮度是不可或缺的,因為一個人不能在不同時改變亮度印象的情況下改變顏色。 可分離和整體特徵的原理,以及從對象的單個特徵的變化演變而來的湧現屬性的原理,被應用於所謂的 集成 or 診斷 顯示。 這些顯示的基本原理是,不是顯示單獨的參數,而是將不同的參數集成到單個顯示中,其總組成表明系統可能實際存在的問題。
控制室中的數據顯示仍然經常被每個單獨的措施都應該有自己的指標的理念所主導。 措施的零散呈現意味著操作員的任務是整合來自各種單獨顯示的證據,以便診斷潛在問題。 在美國三哩島核電站出現問題時,大約有 XNUMX 到 XNUMX 個顯示器出現某種形式的紊亂。 因此,操作員的任務是通過整合來自無數顯示器的信息來診斷實際出了什麼問題。 綜合顯示可能有助於診斷錯誤類型,因為它們將各種措施組合成一個模式。 然後,集成顯示器的不同模式可以針對特定錯誤進行診斷。
圖 1 顯示了為核控制室提出的診斷顯示的經典示例。它將許多測量值顯示為等長的輻條,因此正多邊形始終代表正常條件,而不同的扭曲可能被連接在這個過程中遇到不同類型的問題。
圖 1. 在正常情況下,所有參數值都相等,形成一個六邊形。 在偏差中,一些值發生了變化,產生了特定的失真。
並非所有積分顯示器都具有同等可辨別性。 為了說明這個問題,矩形的兩個維度之間的正相關會在表面上產生差異,同時保持相同的形狀。 或者,負相關會在保持相等表面的同時產生形狀差異。 整體尺寸的變化產生新形狀的情況被稱為揭示圖案的湧現特性,這增加了操作員辨別圖案的能力。 緊急屬性取決於部件的身份和排列,但不能用任何單個部件來識別。
對象和配置顯示並不總是有益的。 它們是不可或缺的這一事實意味著單個變量的特徵更難被感知。 關鍵是,根據定義,整體維度是相互依賴的,因此會混淆它們各自的組成部分。 在某些情況下,這是不可接受的,而人們可能仍希望從對象顯示的典型診斷模式屬性中獲益。 一種妥協可能是傳統的條形圖顯示。 一方面,條形圖是完全可分離的。 然而,當位於足夠近的附近時,條的不同長度可以一起構成可以很好地服務於診斷目的的類似物體的圖案。
一些診斷顯示優於其他顯示。 它們的質量取決於顯示器對應的程度 心理模型 的任務。 例如,如圖 1 所示,基於正多邊形變形的故障診斷可能仍然與域語義或發電廠過程操作員的概念關係不大。 因此,多邊形的各種類型的偏差並不明顯指的是工廠中的特定問題。 因此,最合適的配置顯示的設計是與任務的特定心智模型相對應的。 因此需要強調的是,當長度和寬度的乘積是感興趣的變量時,矩形的表面只是一個有用的對象顯示!
有趣的對象顯示源於三維表示。 例如,空中交通的三維表示——而不是傳統的二維雷達表示——可以為飛行員提供對其他交通的更好的“態勢感知”。 三維顯示已被證明比二維顯示要好得多,因為它的符號可以指示另一架飛機是在自己的上方還是下方。
退化條件
在各種條件下都會出現觀看效果下降的情況。 出於某些目的,如偽裝,物體被故意降級以防止它們被識別。 在其他情況下,例如在亮度放大時,特徵可能變得過於模糊以致於無法識別物體。 一個研究問題涉及屏幕上所需的最少“行”數或避免退化所需的“細節量”。 不幸的是,這種提高圖像質量的方法並沒有產生明確的結果。 問題在於識別退化刺激(例如,偽裝的裝甲車)在很大程度上取決於是否存在次要的特定對象細節。 結果是無法制定關於線密度的一般規定,除了隨密度增加而降低的微不足道的陳述。
字母數字符號的特點
特徵提取過程中的一個主要問題涉及共同定義刺激的特徵的實際數量。 因此,由於有許多冗餘曲線,像哥特字母這樣的華麗字符的可讀性很差。 為了避免混淆,具有非常相似特徵的字母之間的區別——比如 i 和 l和 c 和 e——應該強調。 出於同樣的原因,建議使升部和降部的筆劃和尾部長度至少佔字母總高度的 40%。
很明顯,字母之間的區別主要取決於它們不共享的特徵數量。 這些主要由直線和圓段組成,它們可能具有水平、垂直和傾斜方向,並且可能大小不同,如小寫和大寫字母。
很明顯,即使字母數字很好區分,它們也很容易在與其他項組合時失去該屬性。 因此,數字 4 和 7 僅共享幾個特徵,但在更大的其他相同組的情況下它們表現不佳(例如, 384 與 387) 有一致的證據表明閱讀小寫文本比大寫文本更快。 這通常歸因於小寫字母具有更明顯的特徵(例如, 狗, 貓 與 DOG, 貓). 小寫字母的優越性不僅適用於閱讀文本,也適用於路標,例如高速公路出口處用於指示城鎮的路標。
鑑定
最後的知覺過程與知覺的識別和解釋有關。 在這個層面上出現的人類限制通常與歧視和找到對感知的適當解釋有關。 視覺辨別研究的應用是多方面的,涉及字母數字模式以及更一般的刺激識別。 汽車剎車燈的設計將作為最後一類的例子。 追尾事故在交通事故中佔了相當大的比例,部分原因是剎車燈傳統位置靠近尾燈,難以辨別,因此延長了駕駛員的反應時間。 作為替代方案,已經開發出似乎可以降低事故率的單一燈。 它安裝在後窗中央,大約與眼睛水平。 在道路上的實驗研究中,當受試者意識到研究的目的時,中央剎車燈的影響似乎較小,這表明當受試者專注於任務時,傳統配置中的刺激識別會得到改善。 儘管孤立的剎車燈有積極的作用,但通過使剎車燈更有意義,給它一個感嘆號、“!”,甚至一個圖標的形式,它的識別性可能仍會進一步提高。
絕對判斷
在對物理尺寸進行絕對判斷的情況下,會出現非常嚴格且通常違反直覺的性能限制。 示例與對象的顏色編碼和聽覺呼叫系統中音調的使用有關。 關鍵是相對判斷遠優於絕對判斷。 絕對判斷的問題是代碼要翻譯成另外一個類。 因此,特定的顏色可以與電阻值相關聯,或者特定的音調可以用於後續消息所針對的人。 因此,事實上,問題不在於感知識別,而在於反應選擇,這將在本文後面討論。 在這一點上,只要注意不要使用超過四種或五種顏色或間距就足夠了,以免出錯。 當需要更多選擇時,可以添加額外的維度,如響度、持續時間和音調成分。
單詞閱讀
閱讀傳統印刷品中單獨的單詞單元的相關性已被各種廣泛經驗的證據證明,例如當省略空格時閱讀會受到很大阻礙,印刷錯誤通常未被發現,並且在交替情況下很難閱讀單詞(例如, 交替). 一些研究者強調了詞形在閱讀詞單位中的作用,並建議空間頻率分析儀可能與識別詞形有關。 在這種觀點下,意義將來自整個單詞的形狀,而不是通過逐個字母的分析。 然而,詞形分析的貢獻可能僅限於小的常用詞——冠詞和詞尾——這與小詞和詞尾中的打印錯誤檢測概率相對較低的發現一致。
小寫文本比大寫文本有優勢,這是因為大寫文本的特徵丟失了。 然而,在搜索單個單詞時,小寫單詞的優勢不存在,甚至可能被逆轉。 可能是字母大小和字母大小寫的因素在搜索中混淆了:較大尺寸的字母被更快地檢測到,這可能抵消了特徵不明顯的缺點。 因此,單個單詞在大寫和小寫下的可讀性大致相同,而連續的文本在小寫下閱讀速度更快。 在許多小寫單詞中檢測單個大寫單詞非常有效,因為它會引起彈出。 通過在 無所畏懼,在這種情況下,結合了彈出式和更具特色的優點。
編碼特徵在閱讀中的作用也從舊的低分辨率視覺顯示單元屏幕的易讀性受損中顯而易見,這些屏幕由相當粗糙的點陣組成,只能將字母數字描繪成直線。 共同的發現是,在低分辨率顯示器上閱讀文本或進行搜索比在紙質印刷品上閱讀或搜索要慢得多。 使用當今更高分辨率的屏幕,該問題已基本消失。 除了字母形式之外,紙質閱讀和屏幕閱讀之間還有許多其他差異。 行間距、字符大小、字體、字符與背景之間的對比度、觀看距離、閃爍量以及通過滾動在屏幕上切換頁面的事實都是一些例子。 人們普遍發現,在電腦屏幕上閱讀速度較慢——儘管理解力似乎差不多——可能是由於這些因素的某種組合。 當今的文本處理器通常在字體、大小、顏色、格式和样式方面提供多種選擇; 這樣的選擇可能給人一種錯覺,即個人品味是主要原因。
圖標與文字
在一些研究中,發現受試者命名印刷文字所花費的時間比命名相應圖標所花費的時間要快,而在其他研究中,這兩種時間都差不多快。 有人建議,文字比圖標閱讀速度更快,因為它們不那麼模糊。 即使是一個相當簡單的圖標,如房子,也可能會在受試者之間引起不同的反應,從而導致反應衝突,從而降低反應速度。 如果通過使用真正明確的圖標來避免響應衝突,則響應速度的差異可能會消失。 有趣的是,作為交通標誌,圖標通常比文字優越得多,即使在理解語言問題不被視為問題的情況下也是如此。 這種悖論可能是由於交通標誌的易讀性在很大程度上取決於 距離 在其中可以識別標誌。 如果設計得當,這個距離對於符號比對於文字更大,因為圖片可以提供相當大的形狀差異並且包含比文字更少的精細細節。 那麼,圖片的優勢在於識別字母需要大約十到十二分鐘的弧度,而特徵檢測是識別的初始先決條件。 同時很明顯,只有在以下情況下才能保證符號的優越性:(1) 它們確實包含很少的細節,(2) 它們在形狀上足夠明顯,並且 (3) 它們是明確的。
決策的能力和限制
一旦一條規則被識別和解釋,它可能會要求採取行動。 在這種情況下,討論將僅限於確定性刺激-反應關係,或者換句話說,僅限於每種刺激都有其固定反應的條件。 在這種情況下,設備設計的主要問題來自兼容性問題,即確定的刺激及其相關反應在多大程度上具有“自然”或良好實踐的關係。 在某些情況下,最佳關係會被故意中止,例如縮寫的情況。 通常收縮像 阿柏亭 比截斷更糟糕 縮寫. 從理論上講,這是由於單詞中連續字母的冗餘增加,這允許在前面的字母的基礎上“填充”最後一個字母; 截斷詞可以從這一原則中獲益,而縮略詞則不能。
心理模型和兼容性
在大多數兼容性問題中,存在來自廣義心智模型的刻板反應。 在圓形顯示中選擇零位就是一個很好的例子。 12 點鐘和 9 點鐘位置似乎比 6 點鐘和 3 點鐘位置更正得更快。 原因可能是顯示屏上部的順時針偏差和移動被視為“增加”,需要降低值的響應。 在 3 點鐘和 6 點鐘的位置,這兩個原則相互衝突,因此處理它們的效率可能較低。 在鎖上或打開汽車的後門時會發現類似的刻板印象。 大多數人都按照鎖定需要順時針方向移動的刻板印象行事。 如果鎖的設計方式相反,則最有可能導致在嘗試鎖門時不斷出錯和受挫。
關於控制運動,著名的 Warrick 兼容性原則描述了控制旋鈕的位置與顯示器上的運動方向之間的關係。 如果控制旋鈕位於顯示屏的右側,則順時針移動應該會將刻度標記向上移動。 或者考慮移動窗口顯示。 根據大多數人的心理模型,移動顯示的向上方向表明數值上升的方式與溫度計中溫度升高由更高的水銀柱指示的方式相同。 使用“固定指針移動刻度”指示器來實現此原則存在問題。 當此類指標的刻度向下移動時,其值旨在增加。 因此,與常見的刻板印象發生了衝突。 如果值是倒置的,則低值位於標度的頂部,這也與大多數刻板印象相反。
術語 鄰近兼容性 是指符號表示與人們對系統內功能甚至空間關係的心智模型的對應。 隨著情境的心智模型更加原始、全球化或扭曲,鄰近兼容性問題更加緊迫。 因此,複雜的自動化工業過程的流程圖通常是基於技術模型顯示的,而該技術模型可能與過程的心智模型根本不一致。 特別是,當過程的心智模型不完整或扭曲時,進展的技術表示對發展或糾正它幾乎沒有幫助。 鄰近兼容性差的日常生活示例是建築物的建築地圖,該地圖旨在用於查看者定位或顯示火災逃生路線。 這些地圖通常是完全不合適的——充滿了無關緊要的細節——尤其是對於那些只對建築物有一個全局心理模型的人來說。 地圖閱讀和方向之間的這種融合接近於所謂的“態勢感知”,這在空中飛行期間在三維空間中尤為重要。 三維對象顯示最近有一些有趣的發展,代表了在該領域實現最佳鄰近兼容性的嘗試。
刺激反應相容性
刺激-響應 (SR) 兼容性的一個例子通常出現在大多數文本處理程序的情況下,這些程序假定操作員知道命令如何對應於特定的組合鍵。 問題在於命令及其對應的組合鍵通常沒有任何預先存在的關係,這意味著必須通過配對關聯學習的艱苦過程來學習 SR 關係。 結果是,即使掌握了技能,任務仍然容易出錯。 該程序的內部模型仍然不完整,因為較少練習的操作很容易被遺忘,因此操作員根本無法做出適當的響應。 此外,屏幕上生成的文本通常在所有方面都與最終出現在打印頁面上的內容不一致,這是鄰近兼容性較差的另一個例子。 只有少數程序使用與刺激-響應關係相關的定型空間內部模型來控制命令。
已經正確地論證了空間刺激和手動反應之間存在更好的預先存在的關係——比如指向反應和空間位置之間的關係,或者像語言刺激和聲音反應之間的關係。 有充分的證據表明,空間表徵和語言表徵是相對獨立的認知範疇,它們之間幾乎沒有相互干擾,但也幾乎沒有相互對應。 因此,空間任務,如格式化文本,最容易通過空間鼠標類型的移動來執行,從而將鍵盤留給口頭命令。
這並不意味著鍵盤是執行口頭命令的理想選擇。 打字仍然是手動操作任意空間位置的問題,這基本上與處理字母不兼容。 這實際上是另一個高度不相容的任務的例子,只有通過廣泛的練習才能掌握,如果不不斷練習,技能很容易丟失。 對於速記寫作也可以提出類似的論點,速記寫作也包括將任意書寫符號與口頭刺激聯繫起來。 另一種鍵盤操作方法的有趣示例是和弦鍵盤。
操作員操作兩個鍵盤(一個用於左手,一個用於右手),這兩個鍵盤均由六個鍵組成。 字母表中的每個字母對應一個和弦響應,即鍵的組合。 對這種鍵盤的研究結果表明,獲得打字技能所需的時間顯著節省。 電機限制限制了和弦技術的最大速度,但是,一旦學會,操作員的表現仍然非常接近傳統技術的速度。
空間兼容性效應的一個經典示例涉及爐灶燃燒器控件的傳統佈置:2 ´ 2 矩陣中的四個燃燒器,控件在水平行中。 在這個配置中,burner 和 control 之間的關係並不明顯,學習也很差。 然而,儘管有很多錯誤,但在給定時間的情況下,通常可以解決爐子生火的問題。 當面臨未定義的顯示-控制關係時,情況會更糟。 在攝像機、錄像機和電視機的顯示控制關係中發現了 SR 兼容性差的其他示例。 結果是許多選項從未使用過或必須在每次新試驗中重新研究。 “手冊中已全部解釋”的說法雖然屬實,但沒有用,因為在實踐中,大多數手冊對普通用戶來說是難以理解的,尤其是當他們試圖使用不相容的語言術語來描述操作時。
刺激-刺激 (SS) 和反應-反應 (RR) 兼容性
最初 SS 和 RR 兼容性區別於 SR 兼容性。 SS 兼容性的一個經典例證涉及 XNUMX 年代後期嘗試通過視覺顯示支持聽覺聲納以增強信號檢測。 在水平光束中尋求一種解決方案,垂直擾動從左到右傳播並反映聽覺背景噪聲和潛在信號的視覺轉換。 信號由稍大的垂直擾動組成。 實驗表明,聽覺和視覺顯示的組合併沒有比單一的聽覺顯示更好。 原因在於 SS 兼容性差:聽覺信號被感知為響度變化; 因此,當以亮度變化的形式提供時,視覺支持應該最對應,因為這是響度變化的兼容視覺模擬。
有趣的是,SS 兼容性的程度直接對應於受試者在跨模態匹配中的熟練程度。 在跨模態匹配中,可能會要求受試者指出哪個聽覺響度對應於特定亮度或特定重量; 這種方法在縮放感官維度的研究中很受歡迎,因為它可以避免將感官刺激映射到數字。 RR 兼容性指的是同時運動和連續運動的對應。 有些動作比其他動作更容易協調,這為最有效地完成一系列動作(例如,連續操作控件)的方式提供了明確的約束。
上面的例子清楚地顯示了兼容性問題是如何遍及所有用戶機界面的。 問題在於相容性差的影響通常會因長期練習而減弱,因此可能仍未引起注意或被低估。 然而,即使不兼容的顯示控制關係得到很好的實踐並且似乎不影響性能,仍然存在較大錯誤概率的點。 不正確的兼容響應仍然是正確的不兼容響應的競爭者,並且可能偶爾會通過,具有明顯的事故風險。 此外,掌握不相容的 SR 關係所需的練習量巨大且浪費時間。
電機編程和執行的限制
在關於 RR 兼容性的評論中已經簡要提到了電機編程的一個限制。 人類操作員在執行不一致的運動序列時存在明顯的問題,特別是,很難完成從一個不一致的序列到另一個不一致的序列的改變。 運動協調研究的結果與雙手活動的控制設計有關。 然而,在這方面,練習可以克服很多困難,正如令人驚訝的雜技技巧水平所表明的那樣。
控制設計中的許多通用原則都源自電機編程。 它們包括在控件中加入阻力,並提供表明控件已正確運行的反饋。 準備運動狀態是反應時間的高度相關決定因素。 對意想不到的突然刺激做出反應可能需要多花一秒鐘左右的時間,這在需要快速反應時是相當可觀的——就像對領頭汽車的剎車燈做出反應一樣。 未準備好的反應可能是鏈碰撞的主要原因。 預警信號有利於防止此類碰撞。 運動執行研究的一個主要應用涉及費特定律,它與運動、距離和瞄準目標的大小有關。 這條定律似乎很普遍,同樣適用於操作桿、操縱桿、鼠標或光筆。 其中,它已被用於估計在計算機屏幕上進行更正所需的時間。
顯然,除了上述粗略的評論之外,還有更多要說的。 例如,討論幾乎完全局限於簡單選擇反應層面的信息流問題。 除了選擇反應之外的問題沒有被觸及,也沒有觸及在信息和運動活動的持續監測中反饋和前饋的問題。 提到的許多問題與記憶問題和行為計劃問題密切相關,這些問題也沒有得到解決。 例如,在 Wickens (1992) 中可以找到更廣泛的討論。
頭部受傷
頭部受傷在工業中相當普遍,佔工業化國家所有工傷的 3% 至 6%。 它們通常很嚴重,導致平均損失時間約為三週。 受傷一般是工具、螺栓等有棱角的物體從數米高處墜落撞擊造成的打擊; 在其他情況下,工人可能會在跌落到地板上時撞到頭,或者頭部與固定物體發生碰撞。
記錄了多種不同類型的傷害:
了解解釋這些不同類型傷害的物理參數是困難的,儘管具有根本重要性,並且在關於該主題的大量文獻中存在相當大的分歧。 一些專家認為所涉及的力是要考慮的主要因素,而另一些專家則聲稱這是能量或運動量的問題; 進一步的意見將腦損傷與加速度、加速度或特定的衝擊指數(如 HIC、GSI、WSTC)聯繫起來。 在大多數情況下,這些因素中的每一個都可能或多或少地參與其中。 可以得出結論,我們對頭部電擊機制的了解仍然只是部分的和有爭議的。 頭部的衝擊耐受性是通過在屍體或動物身上進行實驗來確定的,並且不容易將這些值外推到活的人類受試者身上。
然而,根據對戴安全帽的建築工人所遭受事故的分析結果,當衝擊所涉及的能量超過約 100 焦耳時,似乎會因衝擊而導致頭部受傷。
其他類型的傷害不太常見,但不應忽視。 它們包括因熱或腐蝕性液體或熔融材料飛濺而導致的灼傷,或因頭部意外接觸裸露的導電部件而導致的電擊。
安全帽
安全頭盔的主要目的是保護佩戴者的頭部免受危險、機械衝擊。 它還可以提供針對其他方面的保護,例如機械、熱和電。
安全頭盔應滿足以下要求,以減少頭部震動的有害影響:
圖 1. 安全帽結構基本要素示例
其他要求可能適用於用於特定任務的頭盔。 其中包括防止鋼鐵工業中的熔融金屬飛濺,以及電氣技術人員使用的頭盔防止直接接觸電擊。
用於製造頭盔和安全帶的材料應能在很長一段時間內和在所有可預見的氣候條件下保持其防護性能,包括日曬、雨淋、高溫、貝拉冰點溫度等。 頭盔還應具有相當好的防火性能,如果從幾米高處掉落到堅硬的表面上,頭盔不應破裂。
性能測試
ISO 國際標準第 3873-1977 號於 1977 年作為專門處理“工業安全頭盔”的小組委員會工作的結果發布。 該標準已獲得 ISO 幾乎所有成員國的批准,規定了安全頭盔所需的基本特性以及相關的測試方法。 這些測試可分為兩組(見表 1),即:
表 1. 安全頭盔:ISO 標準 3873-1977 的測試要求
特點 |
產品描述 |
標準 |
強制性測試 |
||
減震 |
5 kg 的半球質量允許從 XNUMX 的高度落下 |
測得的最大力不應超過 500 daN。 |
在 –10°、+50°C 和潮濕條件下的頭盔上重複測試。 |
||
抗滲透性 |
使用重 100 千克、尖端角度為 3° 的錐形沖頭在頭盔最高點的直徑為 60 毫米的區域內進行沖擊。 |
沖頭的尖端不得與假(假)頭接觸。 |
在衝擊測試中給出最差結果的條件下進行測試。 |
||
耐火焰性 |
使用丙烷將頭盔暴露在直徑為 10 毫米的本生燈火焰中 10 秒。 |
外殼從火焰中取出後,繼續燃燒不應超過 5 秒。 |
可選測試 |
||
介電強度 |
頭盔中充滿了 NaCl 溶液,並將其浸入相同溶液中。 測量在1200V、50Hz的施加電壓下的漏電。 |
洩漏電流不應大於 1.2 mA。 |
橫向剛度 |
頭盔側向放置在兩個平行板之間,並承受 430 N 的壓縮壓力 |
受力變形不應超過40毫米,永久變形不應超過15毫米。 |
低溫試驗 |
頭盔在 -20°C 的溫度下進行沖擊和滲透測試。 |
頭盔必須滿足上述兩項測試的要求。 |
ISO No. 3873-1977 中未規定用於製造頭盔的塑料材料的耐老化性。 由塑料材料製成的頭盔應該需要這樣的規格。 一項簡單的測試包括將頭盔暴露在 450 瓦的高壓石英外殼氙燈下 400 小時,距離 15 厘米,然後檢查以確保頭盔仍能承受適當的穿透測試.
建議對用於鋼鐵工業的頭盔進行抗熔融金屬飛濺的測試。 進行此測試的一種快速方法是讓 300 克 1,300°C 的熔融金屬滴到頭盔頂部,並檢查沒有任何金屬滲入到內部。
397 年通過的歐洲標準 EN 1995 對這兩個重要特性規定了要求和測試方法。
安全頭盔的選擇
在任何情況下都能提供保護和完美舒適的理想頭盔尚未設計出來。 保護和舒適確實經常是相互矛盾的要求。 關於保護,在選擇頭盔時,必須考慮需要保護的危險和頭盔的使用條件,並特別注意可用安全產品的特性。
總的考慮
建議選擇符合 ISO 標準第 3873 號(或同等標準)建議的頭盔。 歐洲標準 EN 397-1993 被用作 89/686/EEC 指令應用中頭盔認證的參考:接受此類認證的設備,幾乎所有個人防護設備,都提交給強制性第三方在被投放到歐洲市場之前的締約方認證。 無論如何,頭盔應滿足以下要求:
特別考慮
在有熔融金屬飛濺危險的工作場所,不應使用由輕合金製成或沿側面有帽簷的頭盔。 在這種情況下,建議使用聚酯-玻璃纖維、酚醛織物、聚碳酸酯-玻璃纖維或聚碳酸酯頭盔。
如果存在接觸外露導電部件的危險,則只能使用由熱塑性材料製成的頭盔。 它們不應有通風孔,外殼外部不應出現鉚釘等金屬部件。
用於高空作業人員的頭盔,尤其是鋼架安裝人員,應配備下巴帶。 帶子的寬度應約為 20 毫米,並且應能始終將頭盔牢牢固定在適當的位置。
不建議在高溫下使用主要由聚乙烯製成的頭盔。 在這種情況下,聚碳酸酯、聚碳酸酯-玻璃纖維、酚醛織物或聚酯-玻璃纖維頭盔更合適。 背帶應由機織織物製成。 在不存在接觸外露導電部件的危險的情況下,可以在頭盔外殼上提供通風孔。
在存在擠壓危險的情況下,需要使用玻璃纖維增強聚酯或聚碳酸酯製成的頭盔,其邊緣寬度不小於 15 毫米。
舒適考慮
除安全性外,還應考慮佩戴者的生理舒適度。
頭盔盡量輕,重量肯定不超過400克。 其背帶應柔軟且可滲透液體,不應刺激或傷害佩戴者; 出於這個原因,編織織物的背帶優於聚乙烯製成的背帶。 應結合全皮或半皮防汗帶,不僅可以吸汗,還可以減少皮膚刺激; 出於衛生原因,在頭盔的使用壽命期間應多次更換。 為確保更好的熱舒適性,外殼應為淺色,並有表面範圍為 150 至 450 毫米的通風孔2. 必須仔細調整頭盔以適合佩戴者,以確保其穩定性並防止其滑動和縮小視野。 有多種頭盔形狀可供選擇,最常見的是帶有尖頂和兩側有帽簷的“帽子”形狀; 對於在採石場和拆除現場工作,帽簷較寬的“帽子”型頭盔可提供更好的保護。 沒有帽簷或帽簷的“頭骨帽”形頭盔特別適合在頭頂上方工作的人員,因為這種模式可以防止帽頂或帽簷與托樑或大樑接觸而導致失去平衡,工人可能不得不在其中移動。
配件和其他防護帽
頭盔可配備由塑料材料、金屬網或濾光片製成的眼罩或面罩; 聽力保護器、下巴帶和頸帶可將頭盔牢牢固定在位; 羊毛護頸或防風或防寒頭巾(圖 2)。 為了在礦山和地下採石場中使用,安裝了前照燈附件和電纜支架。
圖 2. 帶下巴帶 (a)、濾光片 (b) 和防風防寒羊毛護頸器 (c) 的安全頭盔示例
其他類型的防護頭盔包括那些設計用於防止污垢、灰塵、划痕和碰撞的頭盔。 有時被稱為“防撞帽”,它們由輕質塑料材料或亞麻製成。 對於在鑽床、車床、繞線機等機床附近工作的人員,如果頭髮有被夾住的風險,可以使用帶網的亞麻帽、尖頭髮網甚至圍巾或頭巾,前提是他們沒有暴露的末端。
衛生和維護
應定期清潔和檢查所有防護帽。 如果出現裂口或裂縫,或者頭盔出現老化或安全帶退化的跡象,則應丟棄頭盔。 如果佩戴者出汗過多或不止一個人共用同一個頭盔,清潔和消毒尤為重要。
粘附在頭盔上的物質,如粉筆、水泥、膠水或樹脂,可以用機械方法或使用不會腐蝕外殼材料的適當溶劑去除。 可以用硬刷子使用含有清潔劑的溫水。
對頭飾進行消毒時,應將物品浸入合適的消毒液中,例如 5% 福爾馬林溶液或次氯酸鈉溶液。
聽力保護器
沒有人知道人們什麼時候第一次發現用手掌蓋住耳朵或用手指堵住耳道可以有效降低不需要的聲音(噪音)的水平,但這一基本技術已經沿用了幾代人,因為抵禦響亮聲音的最後一道防線。 不幸的是,這種技術水平排除了大多數其他技術的使用。 聽力保護器是解決該問題的一個明顯方法,它是一種噪聲控制形式,因為它們可以阻擋噪聲從源頭到耳朵的路徑。 它們有多種形式,如圖 1 所示。
圖 1. 不同類型聽力保護器的示例
耳塞是戴在外耳道中的裝置。 預成型耳塞有一種或多種標準尺寸,適合大多數人的耳道。 可成型的用戶模製耳塞由柔韌的材料製成,由佩戴者塑造形狀以適應耳道以形成聲學密封。 定制模製耳塞是單獨製作的,以適合佩戴者的特定耳朵。 耳塞可以由乙烯基、矽樹脂、彈性體配方、棉和蠟、紡成的玻璃棉和緩慢恢復的閉孔泡沫製成。
半插入式耳塞,也稱為耳道帽,戴在外耳道的開口處:效果類似於用指尖堵住耳道。 半插入式設備以一種尺寸製造,並設計為適合大多數耳朵。 這種裝置由輕型頭帶固定,張力適中。
耳罩是一種由頭帶和兩個通常由塑料製成的耳罩組成的裝置。 頭帶可以由金屬或塑料製成。 包耳式耳罩完全包圍外耳,並通過墊子密封在頭部的一側。 墊子可以由泡沫製成,也可以填充液體。 大多數耳罩的耳罩內部都有襯裡,用於吸收通過耳罩外殼傳輸的聲音,以改善約 2,000 Hz 以上的衰減。 一些耳罩的設計使得頭帶可以戴在頭上、脖子後面或下巴下面,儘管它們提供的保護量可能因頭帶位置而異。 其他耳罩被設計成適合“安全帽”。 這些可能提供的保護較少,因為安全帽附件使調整耳罩變得更加困難,而且它們不像帶頭帶的那樣適合各種頭部尺寸。
在美國,有 53 家聽力保護器製造商和經銷商,截至 1994 年 86 月,它們銷售了 138 種型號的耳塞、17 種型號的耳罩和 XNUMX 種型號的半插入式聽力保護器。 儘管聽力保護器種類繁多,但設計用於一次性使用的泡沫耳塞占美國使用的聽力保護器的一半以上。
最後一道防線
避免噪音引起的聽力損失的最有效方法是遠離危險的噪音區域。 在許多工作環境中,可以重新設計製造過程,以便操作員在封閉的、隔音的控制室中工作。 這些控制室的噪音已降低到無危險且不影響語音通信的程度。 避免噪音引起的聽力損失的下一個最有效方法是減少噪音源的噪音,使其不再有害。 這通常是通過設計靜音設備或對現有設備改裝噪聲控制裝置來實現的。
當無法從源頭上避免噪音或降低噪音時,聽力保護就成為不得已的手段。 作為最後一道防線,沒有後援,其效力往往會被削弱。
降低聽力保護器有效性的方法之一是使用頻率低於 100%。 圖 2 顯示了發生的情況。 最終,無論設計提供多少保護,保護都會隨著佩戴時間百分比的減少而減少。 如果佩戴者在嘈雜的環境中取下耳塞或戴上耳罩與同事交談,可能會嚴重降低他們獲得的保護量。
圖 2. 隨著一天 8 小時內不使用時間的增加,有效保護減少(基於 3 分貝的匯率)
評級系統及其使用方法
對聽力保護器進行評級的方法有很多。 最常見的方法是單數係統,例如美國使用的降噪等級 (NRR) (EPA 1979) 和歐洲使用的單數等級 (SNR) (ISO 1994)。 另一種歐洲評級方法是 HML (ISO 1994),它使用三個數字對保護器進行評級。 最後,還有一些方法基於聽力保護器對每個倍頻程的衰減,在美國稱為長或倍頻程法,在歐洲稱為假定保護值法 (ISO 1994)。
所有這些方法都使用實驗室根據相關標準確定的聽力保護器閾值處的真耳衰減。 在美國,衰減測試是根據 ANSI S3.19 方法進行的 聽力保護器真耳保護及耳罩物理衰減測量 (美國國家標準協會 1974 年)。 儘管此標準已被更新的標準 (ANSI 1984) 取代,但美國環境保護署 (EPA) 控制聽力保護器標籤上的 NRR,並要求使用舊標準。 在歐洲,衰減測試是根據 ISO 4869-1 (ISO 1990) 進行的。
通常,實驗室方法要求在佩戴保護器和張開耳朵的情況下確定聲場聽力閾值。 在美國,聽力保護器必須由實驗者安裝,而在歐洲,受試者在實驗者的協助下執行這項任務。 佩戴保護器和打開耳朵的聲場閾值之間的差異是閾值處的真耳衰減。 收集一組受試者的數據,目前美國有 16 人,每人進行 XNUMX 項試驗,歐洲 XNUMX 人,每人進行 XNUMX 項試驗。 為每個測試的倍頻帶計算平均衰減和相關的標準偏差。
出於討論的目的,NRR 方法和長方法在表 1 中進行了描述和說明。
表 1. 聽力保護器降噪等級 (NRR) 的示例計算
程序:
步驟 |
以 Hz 為單位的倍頻程中心頻率 |
|||||||
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
分貝X |
|
1. 假設的倍頻程噪音水平 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
|
2. C加權校正 |
- 0.2 |
0.0 |
0.0 |
0.0 |
- 0.2 |
- 0.8 |
- 3.0 |
|
3. C 加權倍頻程電平 |
99.8 |
100.0 |
100.0 |
100.0 |
99.8 |
99.2 |
97.0 |
107.9分貝 |
4.A加權校正 |
- 16.1 |
- 8.6 |
- 3.2 |
0.0 |
+ 1.2 |
+ 1.0 |
- 1.1 |
|
5. A 加權倍頻程電平 |
83.9 |
91.4 |
96.8 |
100.0 |
101.2 |
101.0 |
98.9 |
|
6、聽力保護器的衰減 |
27.4 |
26.6 |
27.5 |
27.0 |
32.0 |
46.01 |
44.22 |
|
7.標準偏差×2 |
7.8 |
8.4 |
9.4 |
6.8 |
8.8 |
7.33 |
12.84 |
|
8. 估計受保護的 A 加權倍頻程電平 |
64.3 |
73.2 |
78.7 |
79.8 |
78.0 |
62.3 |
67.5 |
84.2 dBA |
9. NRR = 107.9 – 84.2 – 3 = 20.7(步驟 3 – 步驟 8 – 3 dB5 ) |
1 3000 和 4000 Hz 時的平均衰減。
2 6000 和 8000 Hz 時的平均衰減。
3 3000 和 4000 Hz 的標準偏差之和。
4 6000 和 8000 Hz 的標準偏差之和。
5 3 dB 校正因子旨在考慮頻譜不確定性,因為佩戴聽力保護器的噪音可能會偏離用於計算 NRR 的粉紅噪聲頻譜。
NRR 可用於確定受保護的噪聲級,即耳朵處的有效 A 加權聲壓級,方法是從 C 加權環境噪聲級中減去它。 因此,如果 C 加權環境噪聲級為 100 dBC,保護器的 NRR 為 21 dB,則受保護的噪聲級將為 79 dBA (100–21 = 79)。 如果僅知道 A 加權環境噪聲級,則使用 7 dB 校正(Franks、Themann 和 Sherris 1995)。 因此,如果 A 加權噪聲級為 103 dBA,則受保護的噪聲級將為 89 dBA (103–[21-7] = 89)。
長方法要求已知倍頻程環境噪聲級; 沒有捷徑。 許多現代聲級計可以同時測量倍頻程、C 加權和 A 加權環境噪聲級。 然而,目前沒有劑量計提供倍頻程數據。 下面介紹長方法的計算,並顯示在表 2 中。
表 2. 計算已知環境噪聲中聽力保護器的 A 加權降噪的長方法示例
程序:
步驟 |
以 Hz 為單位的倍頻程中心頻率 |
|||||||
125 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
分貝 |
|
1. 測得的倍頻程噪音水平 |
85.0 |
87.0 |
90.0 |
90.0 |
85.0 |
82.0 |
80.0 |
|
2.A加權校正 |
- 16.1 |
- 8.6 |
- 3.2 |
0.0 |
+ 1.2 |
+ 1.0 |
- 1.1 |
|
3. A 加權倍頻程電平 |
68.9 |
78.4 |
86.8 |
90.0 |
86.2 |
83.0 |
78.9 |
93.5 |
4、聽力保護器的衰減 |
27.4 |
26.6 |
27.5 |
27.0 |
32.0 |
46.01 |
44.22 |
|
5.標準偏差×2 |
7.8 |
8.4 |
9.4 |
6.8 |
8.8 |
7.33 |
12.84 |
|
6.估計受保護 |
49.3 |
60.2 |
68.7 |
69.8 |
63.0 |
44.3 |
47.5 |
73.0 |
1 3000 和 4000 Hz 時的平均衰減。
2 6000 和 8000 Hz 時的平均衰減。
3 3000 和 4000 Hz 的標準偏差之和。
4 6000 和 8000 Hz 的標準偏差之和。
長期方法和 NRR 計算中的減法標準偏差校正旨在使用實驗室可變性測量來調整保護估計值,以對應於大多數用戶的預期值(98% 具有 2 個標準偏差校正或84%(如果使用 1 個標準偏差校正)在與測試中涉及的條件相同的條件下佩戴聽力保護器。 這種調整的適當性當然在很大程度上取決於實驗室估計標準偏差的有效性。
長方法和NRR的比較
可以通過從表 20.7 中的頻譜的 C 加權聲壓級 (2 dBC) 中減去 NRR (95.2) 來比較長方法和 NRR 計算,以預測佩戴聽力保護器時的有效水平,即 74.5 dBA . 這與從表 73.0 中的長方法得出的 2 dBA 的值相比是有利的。兩個估計之間的部分差異是由於使用了表 3 第 9 行中包含的大約 1 dB 頻譜安全係數。頻譜安全factor 旨在說明因使用假設噪聲而不是實際噪聲而產生的誤差。 根據頻譜的斜率和聽力保護器衰減曲線的形狀,兩種方法之間的差異可能大於本例中所示的差異。
測試數據的可靠性
不幸的是,在美國實驗室獲得的衰減值及其標準偏差,以及在較小程度上在歐洲獲得的衰減值及其標準偏差,並不代表日常佩戴者獲得的值。 Berger、Franks 和 Lindgren(1996 年)回顧了 22 項關於聽力保護器的真實世界研究,發現美國實驗室在 EPA 要求的標籤上報告的數值將保護高估了 140% 到近 2000%。 耳塞的高估最高,耳罩的最低。 自 1987 年以來,美國職業安全與健康管理局建議在計算聽力保護器下的噪音水平之前,將 NRR 降低 50%。 1995 年,美國國家職業安全與健康研究所 (NIOSH) 建議耳罩的 NRR 降低 25%,可成型耳塞的 NRR 降低 50%,預成型耳塞和半插入式耳塞的 NRR 降低在計算聽力保護器下的噪音水平之前為 70%(Rosenstock 1995)。
實驗室內和實驗室間的變異性
另一個考慮因素,但比上述現實世界的問題影響更小,是實驗室內的有效性和可變性,以及設施之間的差異。 實驗室間的可變性可能很大(Berger、Kerivan 和 Mintz 1982),影響倍頻程值和計算的 NRR,無論是在絕對計算還是排序方面。 因此,目前最好只針對來自單個實驗室的數據,根據衰減值對聽力保護器進行等級排序。
選擇保護的要點
選擇聽力保護器時,有幾個要點需要考慮 (Berger 1988)。 最重要的是,保護器將足以承受佩戴它的環境噪音。 OSHA 噪音標準的聽力保護修正案 (1983) 建議聽力保護器下的噪音水平為 85 分貝或更低。 NIOSH 建議聽力保護器下的噪音水平不高於 82 dBA,這樣噪音引起的聽力損失的風險就會降到最低(Rosenstock 1995)。
其次,保護者不應過度保護。 如果受保護的暴露水平比所需水平低 15 dB 以上,則聽力保護器的衰減太大,佩戴者被認為受到過度保護,導致佩戴者感覺與環境隔絕 (BSI 1994)。 可能很難聽到語音和警告信號,佩戴者會在需要通信(如上所述)和驗證警告信號時暫時移除保護器,或者他們會修改保護器以減少其衰減。 在任何一種情況下,保護通常都會降低到無法再預防聽力損失的程度。
目前,由於報告的衰減和標準偏差及其產生的 NRR 被誇大了,因此很難準確確定受保護的噪聲水平。 但是,使用 NIOSH 推薦的降額係數應該可以在短期內提高此類確定的準確性。
舒適度是一個關鍵問題。 沒有一種聽力保護器比完全不戴更舒服。 遮蓋或堵住耳朵會產生許多不自然的感覺。 這些範圍從由於“閉塞效應”(見下文)導致的自己聲音的變化,到耳朵的飽滿感或頭部受壓。 在炎熱的環境中使用耳罩或耳塞可能會因為排汗增加而感到不舒服。 佩戴者需要時間來適應聽力保護器帶來的感覺和一些不適。 然而,當佩戴者遇到頭帶壓力引起的頭痛或插入耳塞引起的耳道疼痛等不適時,他們應該配備替代設備。
如果使用耳罩或可重複使用的耳塞,應提供保持它們清潔的方法。 對於耳罩,佩戴者應該可以方便地使用耳墊和耳罩襯墊等可更換部件。 一次性耳塞的佩戴者應該可以隨時獲得新鮮的耳塞。 如果打算重複使用耳塞,佩戴者應該可以使用耳塞清潔設施。 定制模製耳塞的佩戴者應有保持耳塞清潔的設施,並在耳塞損壞或磨損時可以使用新耳塞。
美國工人平均每天接觸 2.7 種職業危害(Luz 等人,1991 年)。 這些危險可能需要使用其他防護設備,例如“安全帽”、護目鏡和呼吸器。 選擇的任何聽力保護器都必須與所需的其他安全設備兼容,這一點很重要。 美國職業安全與健康研究所 聽力保護裝置綱要 (Franks, Themann and Sherris 1995) 有表格,除其他外,列出了每個聽力保護器與其他安全設備的兼容性。
遮擋效應
阻塞效應描述了當用手指或耳塞密封耳道或用耳罩蓋住耳道時,骨傳導聲音以低於 2,000 Hz 的頻率傳輸到耳朵的效率增加。 阻塞效應的大小取決於耳朵是如何被阻塞的。 當耳道入口被阻塞時,會出現最大的阻塞效應。 帶有大耳罩的耳罩和深插入的耳塞造成的阻塞效應較小 (Berger 1988)。 阻塞效應通常會導致聽力保護器佩戴者反對佩戴保護裝置,因為他們不喜歡自己的聲音——聲音更大、更洪亮、更沉悶。
傳播效果
由於大多數聽力保護器造成的阻塞效應,一個人自己的聲音往往會聽起來更大聲——因為聽力保護器降低了環境噪音的水平,所以聲音聽起來比耳朵張開時大得多。 為了適應自己講話音量的增加,大多數佩戴者往往會大幅降低音量,說話更輕聲。 在聽眾還戴著聽力保護裝置的嘈雜環境中降低聲音會導致交流困難。 此外,即使沒有遮擋效應,環境噪音水平每增加 5 分貝,大多數說話者的聲音水平也只會提高 6 到 10 分貝(倫巴第效應)。 因此,由於使用聽力保護裝置而降低的聲音水平與不足以彌補環境噪聲的聲音水平升高相結合,對聽力保護器佩戴者在噪聲中聽到和理解彼此的能力產生了嚴重的後果。
聽力保護器的操作
耳套
耳罩的基本功能是用罩蓋住外耳,形成降噪聲學密封。 耳罩和耳罩襯墊的樣式以及頭帶提供的張力在很大程度上決定了耳罩衰減環境噪音的能力。 圖 3 顯示了一個耳罩佩戴良好且外耳周圍密封良好的示例,以及一個耳墊下方有洩漏的耳罩示例。 圖 3 中的圖表顯示,雖然緊身耳罩在所有頻率下都有良好的衰減,但有洩漏的耳罩幾乎沒有提供低頻衰減。 對於 40 Hz 或更高的頻率,大多數耳罩將提供接近骨傳導的衰減,大約 2,000 dB。 緊密貼合的耳罩的低頻衰減特性取決於設計特徵和材料,包括耳罩體積、耳罩開口面積、頭帶力和質量。
圖 3. 佩戴良好和佩戴不當的耳罩及其衰減後果
耳塞
圖 4 顯示了一個貼合良好、完全插入的泡沫耳塞示例(其中約 60% 延伸到耳道中)和一個貼合不佳、插入淺的泡沫耳塞示例,僅蓋住耳道入口。 合適的耳塞在所有頻率下都有很好的衰減。 貼合不佳的泡沫耳塞的衰減要小得多。 泡沫耳塞如果安裝得當,可以在許多頻率下提供接近骨傳導的衰減。 在高噪聲中,合適和不合適的泡沫耳塞之間的衰減差異足以防止或允許噪聲引起的聽力損失。
圖 4. 合適和不合適的泡沫耳塞以及衰減結果
圖 5 顯示了貼合良好和貼合不佳的預成型耳塞。 一般而言,預成型耳塞無法提供與合適的泡沫耳塞或耳罩相同程度的衰減。 但是,貼合良好的預成型耳塞可為大多數工業噪音提供足夠的衰減。 貼合不佳的預成型耳塞在 250 赫茲和 500 赫茲時提供的衰減要少得多,而且沒有衰減。 據觀察,對於一些佩戴者來說,這些頻率實際上有增益,這意味著受保護的噪音水平實際上高於環境噪音水平,與保護器相比,佩戴者更容易患上噪音引起的聽力損失根本沒穿。
圖 5. 貼合良好和貼合不良的預成型耳塞
雙重聽力保護
對於某些環境噪聲,尤其是當每日等效暴露量超過約 105 dBA 時,單個聽力保護器可能不夠。 在這種情況下,佩戴者可以結合使用耳罩和耳塞以獲得大約 3 到 10 dB 的額外保護,主要受佩戴者頭部骨傳導的限制。 不同耳罩搭配同一個耳塞衰減變化很小,不同耳塞搭配同一個耳罩衰減變化很大。 對於雙重保護,耳塞的選擇對於低於 2,000 Hz 的衰減至關重要,但在 2,000 Hz 和高於 XNUMX Hz 時,基本上所有耳罩/耳塞組合提供的衰減大約等於顱骨的骨傳導通路。
來自眼鏡和頭戴式個人防護設備的干擾
安全眼鏡或乾擾耳罩耳罩密封的呼吸器等其他設備會降低耳罩的衰減性能。 例如,眼鏡可以將單個倍頻程的衰減降低 3 到 7 dB。
平坦響應設備
平坦衰減耳罩或耳塞是一種為 100 至 8,000 赫茲的頻率提供大致相等衰減的耳罩或耳塞。 這些設備保持與未被遮擋的耳朵相同的頻率響應,提供無失真的信號試聽 (Berger 1991)。 普通的耳罩或耳塞除了聲音水平的整體降低之外,聽起來好像信號的高音被調低了。 扁平衰減耳罩或耳塞聽起來好像只是音量降低了,因為它的衰減特性是通過使用諧振器、阻尼器和隔膜來“調整”的。 平坦的衰減特性對於高頻聽力損失的佩戴者、那些在受到保護的同時理解語音很重要的人,或者對於那些擁有高質量聲音很重要的人(例如音樂家)來說可能很重要。 平面衰減設備可用作耳罩和耳塞。 扁平衰減裝置的缺點之一是它們無法提供與傳統耳罩和耳塞一樣大的衰減。
無源振幅敏感設備
被動振幅敏感聽力保護器沒有電子設備,旨在允許在安靜期間進行語音通信,並在低噪聲水平下提供很少的衰減,隨著噪聲水平的增加而增強保護。 這些設備包含旨在產生這種非線性衰減的孔口、閥門或隔膜,通常在聲級超過 120 dB 聲壓級 (SPL) 時開始。 在聲壓級低於 120 dB SPL 時,孔口和閥式設備通常充當通風耳模,在較高頻率下提供多達 25 dB 的衰減,但在 1,000 Hz 及以下的衰減非常小。 如果期望這種類型的聽力保護器真正有效地防止噪聲引起的聽力損失,那麼除了射擊比賽(尤其是在室外環境中)之外,很少有職業和娛樂活動是合適的。
有源振幅敏感設備
有源振幅敏感聽力保護器的電子和設計目標類似於無源振幅敏感保護器。 這些系統採用放置在耳罩外部或連接到耳塞側面的麥克風。 電子電路旨在提供越來越小的放大,或者在某些情況下隨著環境噪聲水平的增加而完全關閉。 在正常的對話語音級別,這些設備提供單位增益(語音的響度與未佩戴保護器時相同),甚至是少量放大。 目標是將耳罩或耳塞下的聲級保持在 85 dBA 擴散場等效值以下。 一些內置於耳罩中的單元每隻耳朵都有一個通道,因此可以保持一定程度的定位。 其他人只有一個麥克風。 這些系統的保真度(自然度)因製造商而異。 由於耳罩中內置的電子組件是有源電平相關係統所必需的,因此與沒有電子設備的類似耳罩相比,這些設備在電子設備關閉的被動狀態下提供的衰減大約低四到六分貝。
主動降噪
主動降噪雖然是一個古老的概念,但對於聽力保護器來說卻是一個相對較新的發展。 有些裝置的工作原理是捕捉耳罩內的聲音,反轉其相位,然後將反轉後的噪音重新傳輸到耳罩中以抵消傳入的聲音。 其他裝置的工作原理是捕獲耳罩外的聲音,修改其頻譜以解決耳罩的衰減問題,然後將倒置的噪聲插入耳罩,有效地將電子設備用作計時裝置,以便電倒置的聲音到達耳罩同時通過耳罩傳輸噪音。 主動降噪僅限於降低 1,000 赫茲以下的低頻噪聲,在 20 赫茲或以下時最大衰減為 25 至 300 分貝。
然而,主動降噪系統提供的衰減的一部分簡單地抵消了耳罩衰減的減少,這是由於耳罩中包含實現主動降噪所需的電子元件而引起的。 目前,這些設備的成本是無源耳罩或耳塞的 10 到 50 倍。 如果電子設備出現故障,佩戴者可能得不到足夠的保護,並且與電子設備簡單地關閉相比,耳罩下可能會聽到更多的噪音。 隨著有源噪聲消除設備變得越來越流行,成本應該會降低並且它們的適用性可能會變得更加廣泛。
最好的聽力保護器
最好的聽力保護器是佩戴者願意在 100% 的時間內使用的。 據估計,在美國的製造業中,大約 90% 的接觸噪音的工人都暴露在低於 95 dBA 的噪音水平中(Franks 1988)。 它們需要 13 到 15 dB 的衰減才能為它們提供足夠的保護。 有各種各樣的聽力保護器可以提供足夠的衰減。 找到每個工人願意 100% 時間佩戴的那件是一項挑戰。
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