第一节 金属烟尘和有毒气体的危害

金属烟尘与有毒气体是在焊接与切割作业中对作业人员危害最大的伤害因素，对焊接与切割作业人员造成永久性的伤害。

一、金属烟尘的形成

烟尘：飘浮在空气中的微粒，其直径小于0.1μm的微粒称为“烟”，直径在0.1μm～10μm之间的微粒称为“尘”。

在焊接与切割作业过程中会产生有害金属烟尘，金属蒸气在空气中被迅速冷凝和氧化，形成了金属焊接烟尘。烟尘是明弧焊的一种主要的有害因素，尤其是钢铁材料焊条电弧焊、CO₂气体保护焊以及自保护焊丝电弧焊比较突出，是防护的重点。

二、金属烟尘的危害

焊接与切割作业人员在密闭容器、锅炉、船舱和管道内部等空间狭小、门窗关闭的室内焊接时，据现场测定，焊接烟尘的浓度往往高于国家卫生标准的几倍，甚至几十倍。在烟尘浓度较高的情况下，长期从事焊接与切割的作业人员如果防护不良，吸入过多的金属烟尘，往往会形成焊工尘肺、锰中毒、金属热等职业病。

除了以上病症以外，烟尘还可能引起肺粉尘沉着症、支气管哮喘、过敏性肺炎、非特异性慢性阻塞性肺病。有毒粉尘吸入会引起全身性中毒病症，有些放射性粉尘还有致癌作用。

1.焊工尘肺

焊工尘肺是指由于长期吸入超过规定浓度的、能引起肺组织弥漫性纤维化的粉尘所致的疾病。

有些粉尘如铁、铝等，吸入后可沉积于肺组织中，呈现一般的异物反应，对人体危害较小或无明显影响，脱离粉尘作业后，病变可逐渐减轻或消失。这类疾病称为肺粉尘沉着症。

进入人体肺组织肺泡的粉尘一部分随呼气排出体外，一部分沉降于肺组织内部，被巨噬细胞所吞噬，之后排出体外。还有一部分可能进入血管和支气管旁的淋巴管，进而引起病变。这类疾病称为焊工尘肺。

2.锰中毒

焊接作业人员长期使用高锰焊条或焊接高锰钢，如果防护不良，锰金属蒸气进入人体，就有可能造成锰中毒。

锰金属蒸气在空气中能很快氧化成灰色的氧化锰（MnO）及棕红色的四氧化三锰（Mn₃O₄）烟尘。锰的化合物和锰尘是通过呼吸道和消化道侵入人体的。锰在消化道的吸收慢而不安全。进入体内的锰及其化合物，大部分随肝脏胆汁和大便排出，小部分随小便排走。锰及其化合物主要作用于末梢神经系统和中枢神经系统，能引起严重的器质性病变。锰中毒发病很慢，大多数在接触3～5年后，甚至可长达20年才逐渐发病。

慢性锰中毒的早期表现为疲劳乏力，时常头痛、头晕、失眠、记忆力减退，以及自主神经功能紊乱，如舌、眼睑和手指的细微震颤等。

3.金属热

金属热是接触足够浓度的某些金属烟尘的工人常见的一种综合征。人体吸入焊接金属烟尘中0.05～0.5pm的氧化铜、氧化锌、氧化铝、氧化锰及氧化铁微粒和氟化物等，容易通过上呼吸道进入末梢细支气管和肺泡，再进入血液，引起金属热反应。

金属热不是慢性病，而是一种复发性急性偶发病。其主要症状是下班后感觉嘴里有金属味，食欲不振、恶心、寒战，大多伴有低烧。

三、有毒气体的形成及危害

在焊接电弧的高温和强烈紫外线作用下，焊接作业区域的周围容易产生多种有毒气体，特别在电弧焊和等离子弧焊作业中，形成有毒气体的量尤其大。焊接与切割作业时所形成的有毒气体主要是臭氧、氮氧化物、一氧化碳和氟化氢等四种。

1.臭氧

臭氧是一种刺激性有毒气体，呈淡蓝色。浓度较高时，发出腥臭味，高浓度臭氧还略带酸味。臭氧对人体的主要危害是对呼吸道及肺有强烈刺激作用。往往引起咳嗽、胸闷、食欲不振、疲劳无力、头晕、全身疼痛等，严重时还会引起支气管炎和肺水肿等。臭氧对人体呼吸系统引起的症状，当脱离接触后一般均可消失，恢复期的长短取决于臭氧影响程度的大小以及人体体质的好坏。

焊接操作中的臭氧浓度同焊接方式、焊接材料、焊接电流强度、环境通风条件以及焊接持续时间等因素有关。我国卫生标准规定，臭氧最高允许浓度为0.3mg/m³。

2.氮氧化物

氮氧化物是由于焊接电弧的高温作用，使空气中氮氧分子离解、重新结合而成。其种类很多，主要有二氧化氮，其次是一氧化氮和四氧化二氮，焊接作业区常以测定二氧化氮的浓度来表示氮氧化物的存在量。

氮氧化物也是有刺激性的有毒气体。二氧化氮呈红褐色，有特殊臭味。其毒性为一氧化氮的4～5倍，但比臭氧毒性小。

氮氧化物对人体的主要危害是对肺有刺激作用。高浓度的二氧化氮吸入到肺泡后，由于湿度增加，反应加快逐渐与水作用形成硝酸与亚硝酸，对肺组织产生强烈刺激及腐蚀作用。可引起肺水肿。

我国卫生标准规定，氮氧化物的最高允许浓度为5mg/m³。在焊接中氮氧化物往往不是单独存在，一般都与臭氧同时存在，比单一有害气体的危害作用大15～20倍。

3.一氧化碳

各种电弧焊都产生一氧化碳有害气体，主要是由于电弧高温作用于CO₂气体发生分解而形成，其电弧气氛中有40%～60%的二氧化碳气体分解，所以是CO₂气体保护焊的主要有毒气体之一，其浓度比其他明弧焊高。同时CO₂气和分解后的氧还和熔化金属中的铁、硅、锰等元素起氧化作用，产生一氧化碳及氧化物。

一氧化碳是一种窒息性气体。一氧化碳经呼吸道进入人体，经肺泡吸收入血液，与血红蛋白结合形成碳氧血红蛋白，阻碍了血液带氧能力，使人体输送和利用氧的功能发生障碍。使人体组织因缺氧而坏死。

一氧化碳轻度中毒时表现为头痛、全身无力，呕吐、足部发软，脉搏增快及头昏等。在中毒加重时表现为意识不清，转成昏睡状态。严重时发生呼吸及心脏活动障碍，反射消失。当采取合适通风措施后，焊接作业区的一氧化碳含量就能显著下降。我国卫生标准规定，CO的最高允许浓度为：30mg/m³。

4.氟化氢

氟化氢主要产生于焊条电弧焊使用碱性焊条时。在碱性低氢型焊条的药皮里含萤石（CaF₂）和石英（SiO₂），萤石和石英在电弧高温作用下形成氟化氢气体。

氟及其化合物均有刺激作用，氟化氢的作用更为明显。氟化氢为无色气体，极易溶于水形成氢氟酸。两者的腐蚀性均强，毒性剧烈，可通过呼吸道和皮肤对全身产生毒性作用，吸入较高浓度的氟化氢气体或蒸气后可立即对眼、鼻和呼吸道黏膜产生刺激，引起鼻腔和咽喉黏膜充血、干燥和鼻腔溃疡等，严重时发生气管炎、肺炎等疾病。我国卫生标准规定，氟化氢的最高允许浓度为1mg/m³。