人造玻璃质纤维与人体健康_矿物纤维

人造玻璃质纤维与人体健康_矿物纤维
一、人造玻璃质纤维简介
人造玻璃质纤维(MMVF)是指由岩石、矿渣或粘土添加一些配合料经高温熔化而成形的人造无定形无机玻璃质纤维(又称为人造玻璃态纤维)。这一家族成员包括玻璃纤维(指连续玻璃纤维)、玻璃棉(非连续玻璃纤维)、岩棉和矿渣棉,硅酸铝纤维。这一类纤维早在1840年就开始在欧洲生产,但第一座成功的商业化生产厂直到1897年才在美国投产,至今估计全球年产量已超过1000万吨,成为现代非金属材料家族中具有很多独特功能和生命力的成员,它们均属微米级玻璃质纤维材料,由于其优异性能以及创造出各种独特的后加工体系,其制品应用领域遍及电子、电器、交通、建筑、航空航天、环保和国防军工等国民经济各个部门。它们是优良的增强基材、电绝缘材料、隔热材料、吸声材料,在新世纪材料学革命性进展中,它们必将会有更大作为。
feidian03人造玻璃质纤维外观形态、性能、用途均与石棉接近,在当今世界禁止生产使用石棉潮流中,在形容开发石棉代用材料课题中,它们是首选材料。
二、人造玻璃质纤维不会危害人体健康
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(一)人造玻璃质纤维被人体吸入几率的分析研究
飘浮在空气中纤维被人体吸入的条件是:纤维的物理形态和尺寸,纤维直径<3μm,长度<200μm,长径比>51飘浮在空气中可吸入纤维浓度越大,被人体吸收几率越高。
1.人造玻璃质纤维尺寸
几种人造玻璃质纤维尺寸:连续玻璃纤维直径d=325μm,(913μm为常用。长度连续可达无限长;玻璃棉直径d=38μm(其中超细棉纤维d=13μm)长度L=50100)㎜(超细绵L=310)㎜);岩棉和矿渣棉直径d=26μm,长度L=50100)㎜;耐火纤维直径d=(1.23.5) μm,长度L=30250)㎜。人造玻璃质纤维直径因生产工艺不同而有所差别,但它们不会因为受外力作用而沿轴向方向开裂成更细纤维。也就是说,在加工应用过程中纤维直径不会发生变化,大部分人造玻璃质纤维为非吸入纤维。只有少部分直径在可吸入纤维范围内,但其长度又大大超过吸入纤维长度范围,只有少部分因生产加工和使用过程因受力折断到长度<200μm,所以从直径和长度来衡量,可吸入人造玻璃质纤维为数很少。
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2.人造玻璃纤维粉尘浓度情况
连续玻璃纤维在拉丝过程中,玻璃纤维表面涂覆一层浸润剂。浸润剂是由润滑组分,粘结组分、抗静电组分等组成的水溶液,它保护玻璃纤维表面,正常拉丝作业不会产生纤维断裂进入周围环境空气中,在后道纺织加工工序,也由于有浸润剂所形成的膜的保护作用,玻璃纤维断裂成为粉尘进入周围空气中为数很有限。同样对于玻璃纤维增强材料由于保护膜作用,使其在后道加工及产品应用中纤维断裂进入空气中很少。对于玻璃棉、岩棉、矿渣棉和耐火纤维(毡)生产来讲,由于生产过程要施加由树脂、偶联剂和矿物油等组成的粘结剂,因而也大大减少了碎棉粉尘飞扬。总之,人造玻璃质纤维生产、应用过程中周围空气中纤维浓度较低。
国家经贸委安全技术研究中心于2001年对我国人造矿物棉粉尘危害现状进行调查,分别选择行业中5家具有相当规模的典型企业(2家玻璃棉厂、2家岩棉生产厂、1家耐火纤维厂)和人造矿物棉使用企业(3家电力建设公司)进行调查。据调查人员现场检测,生产车间矿物棉总体平均粉尘浓度最高3. 4/m3,最低1.9/m3.。电厂保温作业矿物棉粉尘浓度为3/m3。我国人造玻璃质纤维粉尘卫生标准尚缺,经贸委安全技术研究中心建议我国车间
空气中岩棉粉尘卫生标准定为5/m3
3.人造玻璃质纤维不会致人矽肺
通常对生产性粉尘依据粉尘中游离二氧化硅含量、工人接尘时间、肺总通气量以及生产性粉尘浓度超标倍数三项指标来划分生产性粉尘作业危害程度等级。也就是说粉尘中结晶型游离二氧化硅才对人体构成危害。
因为石棉是一种结晶态硅酸盐天然矿物纤维,它会引发人患石尘肺---- 一种严重的进行性尘肺病。而人造玻璃质纤维虽然也是一种硅酸盐材料,但其成分中SiO2在纤维成型高温熔化时与其他组分紧密化学结合,已不再是游离状态,不再具有活性SiO2的特性。因此,这些纤维一旦被人体吸入,不会致人患矽肺,从人造玻璃质纤维生产企业职业病调查中也从未发现矽肺病例。
4粗钢.人造玻璃质纤维粉尘抗体液侵蚀能力
人造玻璃质纤维大部分为非吸入性纤维,只有少部分可能被人体吸入到肺部深处,人们关心的是这小部分人造玻璃质纤维一旦被吸入人体肺部深处能存在多长时间?当然希望存在
时间越短越好。纤维在肺部深处存在时间取决于纤维本身的化学稳定性,即其对肺液的抗侵蚀能力。
这里所指的纤维化学稳定性是指其在化学溶液中的溶解速率。溶解速率取决于其化学组分、表面积和表面状态。
人造玻璃质纤维是以SiO2为主要成分的含有不同金属氧化物和非金属氧化物的无定形硅酸盐材料。通过对这些氧化物的研究,就其对溶解速率的表现可分为三大类:Al2O3;能大大降低溶解速率; Ba2O3BaO,Na2O,CaO,MgO能使溶解速率增加,尤其是Ba品质因数q2O3为最大;SiO2;对溶解速率影响不大。
人造玻璃质纤维是熔融体在各种机械力作用下过冷而形成的无定形非结晶态纤维,在成形过程中,由于玻璃质本身结构存在微不均匀性,在热应力作用下,在新生态纤维表面会形成一些微裂纹。另外,这些新生态纤维表面存在一些阳离子,有较高自由能,所以具有吸水性,也就是说这些纤维在肺液中表面很容易被肺液侵蚀。肺液Ph=7.5,略呈碱性,纤维表面裂纹在肺液侵蚀下会扩大加深,其结果是一方面增加了纤维表面积;另一方面由于裂纹扩大加深强度下降,加速其被巨噬细胞溶解
三、世界卫生组织对人造玻璃质纤维与人体健康关系态度
世界卫生组织(WHO)的分支机构国际癌症研究机构(IARC),评估了化学物质的致癌资料,并且采用以下分类方法对它们可能的致癌作用进行分类:I ---对人有致癌作用。2A---对人很可能有致癌作用。2B---对人类可能有致癌作用。3类和4---对人类没有可能致癌作用或很可能没有致癌作用。IARC1988年将玻璃纤维、玻璃棉定为2B类。
2B类,也可能作这样解释:这一类通常是指缺乏足够的试验动物证据而只有有限的人体证据表明对人体有致癌作用的作用物。也可指缺乏足够的或没有人体致癌证据,只有充分的动物试验动物致癌证据的作用物。从动物试验毒理学研究和各国对MMVF贵州省公路局局长产业工人健康调查分析的流行病学研究和工业卫生学研究的结果表明,MMVF除了硅酸铝耐火材料有可能对人类具有致癌作用外,其他应该是没有可能或很可能没有致癌作用。

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