空氣污染是工業(yè)上最嚴(yán)重的污染,也是最棘手的問題,為什麼呢?因?yàn)槿巳吮仨毢粑,人可以幾星期不吃飯,幾天不喝水,但只能幾分鐘不吸氣。人體的每個(gè)器官,每種組織都在呼吸,嚴(yán)格來說就是吸取氧氣,放出二氧化碳,而所有氣體的交換,卻必須借重呼吸道。人體的呼吸道包括鼻、氣管、支氣管、肺囊,支氣管分叉達(dá)25~100百萬小支,而這些微氣管,最后終於30億個(gè)肺囊。人氣管的橫斷面其面積不過2平方公分,而肺囊的總面積卻達(dá)8000平方公分。肺的表面積在靜止時(shí)約為27.87平方公尺,深呼吸時(shí)可達(dá)92.90平方公尺。一個(gè)人正常工作八小時(shí),約需吸入8.50立方公尺之空氣,人體表面的皮膚不過0.57立方公尺。
毒性作用的產(chǎn)生,第一個(gè)條件是毒性物質(zhì)進(jìn)入人體與組織接觸,然后才能對(duì)組織產(chǎn)生作用,使組織喪失原有的功能,而造成毒性效應(yīng)。所以,毒物如不能與生物體接觸,則不能產(chǎn)生作用。是以在一密閉器皿內(nèi)之有劇毒物(如NaCN,或As2O3)對(duì)人體健康并無影響。了解毒物進(jìn)入人體的途徑,則可設(shè)法避免毒物的侵入。毒物進(jìn)入人的途徑不外由空氣吸入、皮膚吸收或食入三種。茲分述如下:
一、由呼吸進(jìn)入人體:這類污染物包括所有浮游在空氣中的污染物。以形態(tài)而分則可分為氣體、蒸氣及粒狀物。其中粒狀物可含噴霧、塵粒、霧氣、煙汽、水滴、煙霧及煙等。
雖然醫(yī)院急診室中,中毒的病人大都是因?yàn)檎`食毒性物質(zhì),或有意服毒,才造成生命的危險(xiǎn)現(xiàn)象,但因環(huán)境中或工作環(huán)境中,污染物使人致病致死的原因,卻大不相同。空氣中污染物的影響,遠(yuǎn)較皮膚吸收或食入之影響來得大。
有毒物質(zhì)對(duì)人體作用時(shí),必須先接觸。因而接觸面越廣,則受到傷害越大。人體肺部的表面積即使是在靜止?fàn)顟B(tài)時(shí),亦是全部皮膚面積的15倍,無怪乎由呼吸進(jìn)入人體,接觸最廣。
空氣中之污染物,進(jìn)入鼻腔因其顆粒大小不同,而分布於呼吸道之各個(gè)不同部位。粒狀直徑 5 ~ 50μ者,大都沈集在鼻腔;4 ~ 5μ則積於肺;1μ則有一半在肺中沈積,另一半呼出;而小於0.5μ則有60%留在肺囊,其他呼出體外。污染物一旦達(dá)到肺囊,則其毒性作用因其溶解度及化學(xué)活性而異,其溶解度高而化學(xué)活性大者,常造成急性發(fā)炎及肺水腫;溶解度低者,則經(jīng)血液而帶至其他目的器官。
吸入污染物其對(duì)肺臟之不良影響,大約可分為三大類:
(一)噴霧及塵粒(aerosols and dusts),此類物質(zhì)在肺囊沈積,則可能產(chǎn)生組織之破壞或反應(yīng),乃至物理性之阻塞,而使可用肺表面積減少。例如石棉塵與煤塵造成的塵肺癥,即屬此類。
(二)有毒氣體其與呼吸道組織直接產(chǎn)生反應(yīng)者,例如活性高、溶解度低的化合物,如NO2、光氣等,則能進(jìn)入較深的部位,會(huì)對(duì)黏膜產(chǎn)生化學(xué)性灼傷,導(dǎo)致肺水腫,直接影響肺囊之氣體交換。又如活性高、溶解度亦高的SO2、NH3等,因極易溶於水故常在鼻腔時(shí)已溶解,而產(chǎn)生種種上呼吸道疾病,極少有機(jī)會(huì)進(jìn)入支小氣管。
(三)有毒氣體或噴霧(aerosols)亦有與肺不發(fā)生作用,但直接進(jìn)入血液者。其作用有的是與血液作用,或經(jīng)血液而達(dá)其他組織細(xì)胞而產(chǎn)生作用,例如CO,即與肺不發(fā)生影響,但經(jīng)肺囊進(jìn)入血液與血紅素結(jié)合,而影響血紅素與氧結(jié)合之能力因而使人窒息。
其他如金屬煙塵(fume)因顆粒極小,可自由進(jìn)出肺囊,常可產(chǎn)生急性或慢性的不同作用。例如氧化鎘吸入過量,可產(chǎn)生急性之肺水腫乃至死亡,若長期慢性之吸入,則造成腎臟疾病。
呼吸系統(tǒng)其實(shí)也有極好的防衛(wèi)系統(tǒng),在我們的氣管里的圓柱形細(xì)胞上,有纖毛生長。大約每個(gè)細(xì)胞有200個(gè)纖毛,這些纖毛一天到晚前后擺動(dòng),而其快速的動(dòng)作慢慢將污染物朝鼻子及喉嚨推動(dòng)。另有兩種細(xì)胞分泌黏液,纖毛的揮動(dòng)使黏液向上運(yùn)動(dòng),任何沈積在肺部的東西就靠這種運(yùn)動(dòng)從肺中清出,最后到喉嚨,再吞入胃里。這種功效對(duì)肺來說自然是十分重要。因此任何阻礙使纖毛推動(dòng)能力減低的作用,都可使污染物在肺中存留的時(shí)間增長,而可導(dǎo)致肺中毒。所以,即使吸入致癌性物質(zhì)如benzo-α pyrene,情況并不嚴(yán)重,但如同時(shí)吸入SO2,因SO2破壞了纖毛之清潔作用,則足以增長致癌性物質(zhì)留在肺中的時(shí)間,而產(chǎn)生致癌作用。
此外在肺中還有噬食細(xì)胞(phagocyte),可以將粒狀物質(zhì)運(yùn)到纖毛區(qū)或到淋巴地區(qū),或到肺膜地區(qū)等,但是有些物質(zhì)也可以破壞噬食細(xì)胞。這些物質(zhì)當(dāng)然也會(huì)使組織產(chǎn)生病變,塵肺病可能就是這種原因造成的。
一個(gè)健康的肺,八小時(shí)通常能將污染物清除。此外,支氣管碰到刺激性物質(zhì)時(shí),肌肉收縮,使氣管縮小,減少刺激物的進(jìn)入?人、打噴嚏,亦可排出上呼吸道的剌激性物質(zhì)。大的顆粒,直徑在10μ以上通常在達(dá)到肺囊以前早就沈積。只有非常小的塵粒及霧狀物才會(huì)大量達(dá)到肺囊,因此小的粒狀物質(zhì)比大的害處大。
二、由皮膚吸收而進(jìn)入人體:有毒物質(zhì)由皮膚吸收而進(jìn)入人體,是職業(yè)性暴露的重要途徑之一。有些物質(zhì)造成的職業(yè)性暴露,往往因其蒸氣壓低,在空氣中濃度低而被忽略,但由於工人皮膚接觸而造成傷害,故應(yīng)特別注意。
皮膚接觸有毒物質(zhì)后,有四種可能:(一)皮膚成為有效防阻;(二)因作用而產(chǎn)生刺激(irritation);(三)產(chǎn)生皮膚過敏;(四)物質(zhì)進(jìn)入血液至目的器官而產(chǎn)生種種病變。
一般而言,有機(jī)物均易為表皮吸收,皮膚的吸收常因溫度與濕度而增加。皮膚吸收常是先吸附再吸收。故已污染的工作服亦是皮膚吸收的主要來源。
工業(yè)皮膚病是指在工作場所,因與剌激性物質(zhì)接觸而產(chǎn)生的皮膚炎癥,其現(xiàn)象大部是紅腫、發(fā)熱、癢,甚至有痛感,如內(nèi)皮不受影響則表皮?赏耆謴(fù),一般而言可分兩種。
(一)刺激性皮膚。嚎梢蛭锢硇栽蛞鹫呷鐧C(jī)械,強(qiáng)熱與強(qiáng)冷;可因化學(xué)性引起者,如:酸堿等。此類作用可引起皮膚發(fā)炎,但不會(huì)產(chǎn)生過敏,約有2,000種以上之化學(xué)物質(zhì)均屬此一類。
活性極強(qiáng)的物質(zhì)如酸堿,只需一碰到,立即產(chǎn)生反應(yīng),反之,如清潔劑等則須經(jīng)反覆接觸才發(fā)生反應(yīng),有機(jī)溶劑大都屬於此類。
(二)過敏性皮膚炎。捍祟惸芤疬^敏性之物質(zhì),最需注意,因在接觸初期并無現(xiàn)象。其潛伏期可能是數(shù)日或數(shù)月,但一旦該作業(yè)員引起過敏,則即便是極微量之暴露,亦可能引起極嚴(yán)重之后果,且影響范圍可包含手、臂、臉,甚至全身。因過敏性皮膚炎癥,并不局限在接觸處。
過敏一旦產(chǎn)生,除非能使其完全不接觸,否則無法控制,故常使工人不能回到原來的工作場所。如善用防護(hù)面具,并能使他完全不接觸,則可繼續(xù)工作,例如:Ni,Cr等。但如該物質(zhì)之蒸氣壓高,會(huì)溢入空氣,例如甲醛、異氰酸甲酯(isocyanates)等,那麼控制它便十分困難了。
三、由吞食進(jìn)入人體:有毒物質(zhì)亦可經(jīng)由口腔之吞食進(jìn)入人體。人從呼吸道吸入之有毒粒狀物,經(jīng)由氣管的鞭毛作用,推向喉嚨然后吞入;另外,亦可由遭受污染之食物帶入,例如骯臟的手,在吸煙、拿飲料、取食物時(shí)將食物污染。