鋼鐵冶煉廠焦化生產(chǎn)中的呼吸防護

張穎琦

（3M中國有限公司，四川 成都 610000）

0 引言

鋼鐵廠的焦化環(huán)節(jié)是整個冶煉的重要環(huán)節(jié)之一，焦化生產(chǎn)的焦炭是高爐煉鐵的重要燃料和還原劑，也是整個高爐料柱的支撐劑和疏松劑。煉焦產(chǎn)生的化學品如：焦油、氨、粗笨、硫化氫、焦爐煤氣和煤焦油等，經(jīng)過回收加工后制取的產(chǎn)品可應(yīng)用于化學工業(yè)、防水建材工業(yè)、碳素工業(yè)、耐火材料工業(yè)和航空航天工業(yè)等，凈焦爐煤氣還可用于民用和工業(yè)原料。因此，煉焦過程中產(chǎn)生的職業(yè)健康危害因素種類繁多且危害嚴重，生產(chǎn)過程中含有大量的粉塵和多種有毒有害物質(zhì)，會對呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生危害。

呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生的職業(yè)病一直是我國占比最多的職業(yè)病，焦化廠的作業(yè)工人被診斷出呼吸系統(tǒng)職業(yè)病的種類和數(shù)量也居多，呼吸防護的法規(guī)和專業(yè)要求也是較高的。本文專門針對焦化作業(yè)主要的呼吸危害因素，以國內(nèi)外職業(yè)健康防護相關(guān)標準和規(guī)章制度為依據(jù)，提出焦化作業(yè)中的呼吸防護解決方案。

1 焦化生產(chǎn)中危害呼吸系統(tǒng)的主要職業(yè)危害因素

1.1 原料中的主要危害物質(zhì)

煉焦的主要原料有洗精煤，同時還要用到洗油、硫酸、氫氧化鈉堿液、脫硫劑、氨水和高爐煤氣。洗油通常是一種黃褐色或棕色油狀液體，用于從焦爐煤氣中洗出苯或萘系化合物的吸收油，是煤焦油或石油中的餾分[1]。脫硫劑通常是由石灰、石灰石和石灰質(zhì)藥劑配制的堿性溶液，用于吸收煙氣中的二氧化硫和三氧化硫。焦化最后的主要產(chǎn)品、副產(chǎn)品和中間產(chǎn)品有焦炭、焦爐煤氣、粗苯、煤焦油、氨等。

1.2 煉焦過程中的主要危害物質(zhì)

煉焦過程中會產(chǎn)生成分很復雜的焦爐逸散物（Coke Oven Emissions，COEs），煤焦油瀝青揮發(fā)物、苯及苯的同系物、氨、硫化氫、硫酸和氫氧化鈉。焦爐逸散物COEs，主要包括顆粒物、揮發(fā)性有機化合物、苯可溶物、多環(huán)芳烴（Polycyclic Aromatic Hydrocarbons，PAHs）和重金屬（如砷、鎘、鉻、鎳、鉛）等[2]。在煉焦車間的煉焦爐內(nèi)，有大量的煤焦油煙氣從爐門及爐蓋縫隙向外逸散，打開爐門作業(yè)時會有大量的棕黃色焦油蒸氣混著大量的煙氣向外逸出，其中含有大量的多環(huán)芳烴[3]。在煤氣凈化車間，冷卻回收工藝中產(chǎn)生的苯及苯的同系物，會使作業(yè)環(huán)境中有一定濃度的苯、甲苯和二甲苯等有毒有害的有機氣體。同時，煤氣凈化過程中的焦油分離裝置、蒸氨裝置、氨貯槽和氨水罐等處會有氨氣泄漏散發(fā)。煉焦、熄焦過程中，由于煤的無氧燃燒，可產(chǎn)生硫化氫和二氧化硫；煤氣凈化過程中，煤氣與脫硫劑反應(yīng)變?yōu)閱误w硫的過程中產(chǎn)生硫化氫和二氧化硫[4]。

由以上分析可看出，焦化廠的主要職業(yè)危害有顆粒物和有毒有害氣體。顆粒物有非油性顆粒物和油性顆粒物，非油性顆粒物如煤塵、焦炭粉塵、脫硫劑粉塵、煙塵等；作業(yè)過程中有洗油和煤焦油這些油性液體的存在，會使環(huán)境中的顆粒物形成油性顆粒物，如煤焦油瀝青煙。有毒有害氣體主要有苯系、多環(huán)芳烴（PAHs）、煤焦油瀝青揮發(fā)物等有機氣體，有堿性性質(zhì)的氨氣，有酸性性質(zhì)的硫化氫、二氧化硫，還有無機的一氧化碳等。

2 職業(yè)危害因素對人體的危害

從文獻統(tǒng)計的職業(yè)病數(shù)據(jù)來看，在鋼鐵冶煉廠，焦爐作業(yè)工人所患職業(yè)病種類最多、數(shù)量也最多，主要有塵肺病、職業(yè)性腫瘤、職業(yè)性化學中毒、皮膚癌、皮膚黑變病、苯中毒等，尤其是焦爐工人塵肺病和肺癌屬于焦化廠最嚴重的職業(yè)病[3-6]。

2013年，由國家衛(wèi)生計生委、人力資源社會保障部、安全監(jiān)管總局（現(xiàn)應(yīng)急管理部）、全國總工會4部門聯(lián)合印發(fā)的《職業(yè)病分類和目錄》，職業(yè)性腫瘤分類中增加的職業(yè)病其中之一有：煤焦油、煤焦油瀝青、石油瀝青所致皮膚癌，同時將“焦爐工人肺癌”修改為“焦爐逸散物所致肺癌”[7]。國標GBZ 2.1-2007《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值 第1部分：化學有害因素》中指出，焦爐逸散物和煤焦油瀝青揮發(fā)物都確認為人類致癌物[8]。世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究機構(gòu)（International Agency for Research on Cancer，IARC）2018年發(fā)布的最新致癌物清單中，“煤焦油蒸餾”“煤焦油瀝青”和“焦炭生產(chǎn)”都被歸類為一類致癌物質(zhì)，即“對人為確定致癌物質(zhì)”[9]，見表1。

表1 有害物質(zhì)對人體的危害Tab.1 The harm of hazardous substances to human body

這些職業(yè)危害因素大多會通過呼吸道被吸入，有些顆粒物甚至會進入肺部深層永久停留，造成塵肺病、呼吸系統(tǒng)疾病甚至肺癌。因此，職業(yè)危害因素對呼吸系統(tǒng)的危害是造成職業(yè)病的主要原因，做好呼吸防護工作是降低焦爐作業(yè)工人職業(yè)病發(fā)病率的重要措施。

降低職業(yè)危害因素首先考慮采取工程控制措施，消除或降低空氣污染物的產(chǎn)生或暴露水平，這是主動的預防措施。如：局部通風，送新風，采取隔離措施等。在工程控制基礎(chǔ)上，采取個人防護措施保護作業(yè)人員。由于鋼鐵冶煉工藝的特殊性，冶煉廠作業(yè)環(huán)境都是開放式或半開放式的廠區(qū)，現(xiàn)場的很多職業(yè)危害因素很難用工程控制措施消除或者降低到不需要使用勞動防護用品的程度。因此，工人必須佩戴各種勞動防護用品來保護自己。

3 正確選用呼吸防護用品

職業(yè)病的預先防護要優(yōu)先于治療，有些職業(yè)病還是不治之癥，做好呼吸防護是減少呼吸系統(tǒng)職業(yè)病爆發(fā)的主要措施，而正確選擇呼吸防護用品是做好呼吸防護的首要工作。

焦化現(xiàn)場職業(yè)危害因素種類繁多，危害較大，現(xiàn)場會同時存在多種危害物。在實地走訪一些鋼鐵冶煉的焦化廠時，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場工人使用呼吸防護用品有很多不規(guī)范之處：如現(xiàn)場危害因素評估不全面，導致防護不全面；選用的防護用品防護等級不足；呼吸防護用品的指定防護因數(shù)低于現(xiàn)場危害因數(shù)；工人沒有正確使用和維護防護用品等。

3.1 現(xiàn)場危害因數(shù)和呼吸器的指定防護因數(shù)

用于呼吸防護的呼吸器有很多種，有過濾式呼吸器（口罩、半面罩、全面罩）、供氣式呼吸器（電動送風呼吸系統(tǒng)、長管供氣呼吸系統(tǒng)）和攜氣式的空氣呼吸器（Self-contained Breathing Apparatus,SCBA）。選用呼吸器時，首先要評估現(xiàn)場有哪些危害因素，并檢測這些危害物的現(xiàn)場濃度值。其次，要對比這些危害物濃度和GBZ 2.1-2007《工作場所有害因素職業(yè)接觸限值 第1部分：化學有害因素》中的職業(yè)接觸限值（Occupational Exposure Limit，OEL）（例如：焦爐逸散物的8小時加權(quán)平均允許濃度PC-TWA是0.1mg/m3[8]），來計算危害因數(shù)。

危害因數(shù)的數(shù)值與選用什么類型的呼吸器息息相關(guān)，不同的呼吸器有不同的防護因數(shù)（Assigned Protective Factor, APF值）。GB/T 18664-2002中有指定防護因數(shù)（APF值）的定義，即一種或一類適宜功能的呼吸防護用品，在適合使用者佩戴且正確使用的前提下，預期能將空氣污染物濃度降低的倍數(shù)[10]。表2為不同呼吸器不同的APF值和各種呼吸器優(yōu)缺點的對比。

表2 呼吸器的APF值和優(yōu)缺點對比Tab.2 The APF of different respirators and their advantages and disadvantages

所有污染物環(huán)境中應(yīng)選用APF值大于危害因數(shù)的呼吸防護用品, 更多明細可參考GB/T 18664-2002里的表3“根據(jù)有害環(huán)境選擇呼吸防護用品”。

3.2 呼吸器過濾元件的防護等級分類

GB/T 18664-2002《呼吸防護用品的選擇、試用與維護》中指出，若顆粒物為液態(tài)或具有油性，應(yīng)選擇有適合過濾元件的呼吸防護用品[10]。GB 2626-2006《呼吸防護用品 自吸過濾式防顆粒物呼吸器》中規(guī)定，過濾元件按過濾性能分為KN和KP兩類，KN類只適用于過濾非油性顆粒物，KP類適用于過濾油性和非油性顆粒物,過濾元件的級別，見表3[11]。根據(jù)《用人單位勞動防護用品管理規(guī)范》要求，防護致癌性油性顆粒物（如焦爐煙、瀝青煙等），要用過濾效率至少滿足GB 2626-2006規(guī)定的KP95級別的防顆粒物呼吸器[12]，即KP95及以上的口罩或者濾棉。

表3 過濾元件的級別Tab.3 The filter efficiency

根據(jù)GB 2890-2009《呼吸防護 自吸過濾式防毒面具》，不同的有毒有害氣體應(yīng)選用不同功能的濾毒盒。例如：A型濾毒盒用于防護有機氣體或蒸氣，B型濾毒盒用于防護無機氣體或蒸氣，E型濾毒盒用于防護二氧化硫和其他酸性氣體或蒸氣，K型濾毒盒用于防護氨及氨的有機衍生物等[13]。

3.3 焦化作業(yè)中呼吸器和過濾元件的選擇

綜上所述，焦化生產(chǎn)中若選用過濾式呼吸器，可按如下建議選用。

焦化生產(chǎn)過程中產(chǎn)生致癌性的焦爐逸散物，包括油性顆粒物和非油性顆粒物，至少要使用KP95過濾等級，或者KP100的口罩或濾棉，濾棉要配合面罩使用KP95濾棉或KP100濾棉。同時產(chǎn)生的有機氣體、酸性氣體、堿性氣體等混合性的有毒有害氣體，要使用ABEK型的綜合性氣體防護濾毒盒，配合呼吸防護全硅膠半面罩或全硅膠全面罩使用。若危害因數(shù)低于10倍OEL值，則使用半面罩。若危害因數(shù)低于100倍OEL值，則使用全面罩，如下圖。

圖 濾毒盒和防護面具Fig. The cartridge and facepiece

顆粒物和有毒有害氣體同時存在時，應(yīng)選用防塵防毒組合功能的呼吸器。某些有毒有害物質(zhì)不能用可過濾式呼吸器防護時，要使用隔絕式的供氣式呼吸器。進入密閉空間作業(yè)，或接觸未知污染物種類和濃度水平，以及缺氧環(huán)境等屬于立即威脅生命和健康環(huán)境時，應(yīng)直接使用正壓式的空氣呼吸器SCBA。

會被皮膚吸收的危害物，同時也應(yīng)使用皮膚防護用品。另外，GBZ 2.1-2007中注解了對致癌物質(zhì)的說明，致癌物質(zhì)并不存在十足的安全水平，應(yīng)盡量降低暴露水平和增強呼吸防護用品的使用。

4 正確使用和維護呼吸防護用品

選擇了合適的呼吸防護用品，如果使用者不正確使用與維護的話，也不一定能起到應(yīng)有的防護效果。所以，在使用任何呼吸防護用品前，應(yīng)閱讀使用說明書，了解其產(chǎn)品的功能、限制、佩戴方法、使用和維護過程中應(yīng)該注意的事項等，或者聯(lián)系防護用品生產(chǎn)商咨詢相關(guān)使用和維護的注意事項。

適合性檢驗：在使用密合型呼吸器前應(yīng)進行適合性檢驗[10]，確保呼吸器的適合性。佩戴好后，應(yīng)檢查呼吸器的氣密性防止污染物從不密合的地方泄漏。

使用注意事項：要根據(jù)危害物種類選擇防護全面的呼吸器；建立科學的過濾元件更換時間表，及時更換不能再用的濾棉或濾毒盒；不得私自修改呼吸器；避免使用已經(jīng)破損的呼吸器。

口罩、濾棉和濾毒盒要杜絕水洗，可更換式呼吸防護面罩應(yīng)經(jīng)常清洗，保持衛(wèi)生，延長使用壽命。清洗呼吸器面罩之前要取下過濾元件，清洗方法遵照制造商提供的使用說明。呼吸器應(yīng)保存在干凈干燥的環(huán)境中，避免高溫日曬等。

5 結(jié)論

鋼鐵冶煉企業(yè)焦化廠提高完善職業(yè)健康呼吸防護工作應(yīng)遵照以下4個步驟：識別現(xiàn)場危害物；評估危害物濃度；以國家法規(guī)和標準為依據(jù)選擇正確的呼吸器；正確使用和維護呼吸器。此外，企業(yè)需要培養(yǎng)擁有職業(yè)衛(wèi)生專業(yè)知識背景的團隊，建立專門的職業(yè)健康防護管理機制，加強對工人的職業(yè)健康防護知識培訓和監(jiān)管，提高職業(yè)健康管理工作，從而減少與呼吸系統(tǒng)相關(guān)的職業(yè)病。