当前世界环境

介绍

金属和砖石、建筑材料等在城市化中起着至关重要的作用¹今天的石材开采和破碎已经成为印度基础设施发展的支柱。^{2 - 4}石料破碎机组的成品形式为碎石料、各种尺寸的石屑;作为各种建筑活动的原材料起着至关重要的作用，如道路、公路、桥梁、建筑物、运河等的建设。⁵考虑到印度的发展速度和城市扩张的速度;对碎石、骨料、石屑等建筑材料的要求不断提高。

石矿和破碎机通常位于主要城镇附近，以满足日益增长的原材料需求和建筑活动。^{3、5、6所示}石料破碎机的规模从拥有许多员工的大型企业每年生产超过100万吨的材料到拥有4到5名员工并向当地市场供应骨料的小型企业。作为一个无组织的部门，在印度没有可靠的数据提供石料破碎机的总数。然而，据估计，大约有12000台石料破碎机雇用了大约50万人。⁷

金属宝石在印度被归类为次要矿物，受《1957年矿产开发和管理法》管辖。¹此外，在最近的一项刺激措施中，印度政府还给予各邦政府在处理小矿物方面的优势，给予它们在管理和行政管辖权方面的认可。²然而，石料破碎装置受1948年《工厂法》及其1987年修正案的管制。⁸

由印度联邦政府组成的一个专家组确定采石场及破碎机在印度被认为是矽肺病易发行业[9]。二氧化硅是地壳中最常见的矿物，其最常见的存在形式是石英。^4、8研磨已知含有二氧化硅的金属石，因此已知会增加矽肺病的风险。^4、10

文献调查显示，石料破碎机产生的悬浮颗粒物(SPM)对附近的动植物有不利影响。^5、6、11可呼吸性粉尘暴露在石料破碎机的研究可在目前的文献。然而，在《1952年印度矿业法》和《1948年印度工厂法》的范围内，对印度可能接触的硅尘进行评估的石矿开采和破碎单位很少。

行业背景

石料开采和破碎行业因其与粉尘产生的联系而闻名。石材开采通常从去除覆盖层和提取材料开始，包括通过钻孔和爆破将材料破碎。其次是机械挖掘，根据采石场的机械化程度，使用锤子、撕裂机、挖掘机和其他机械。提取的材料由各种大小的石头组成，即细粒，然后临时堆放在现场。然后用卡车、自卸车和自卸车将其运送到破碎机。采石和破碎的逐步细节如图1所示。

图1:石材的物料及活动流程 采石场和破碎机操作 点击此处查看图

根据机械化程度以及可用的基础设施，石料破碎机可能有初级、二级或三级破碎机，以便将来料加工成所需的尺寸。筛分、施胶或其他带有振动给料机和连接输送机的设备也很常见，用于将物料分成大小部分并输送到物料堆。破碎的石头被带到所需的尺寸根据行业需求和期望的最终用途。当地语言称为“gitti”的石屑通常有0-4mm, 4-8mm, 8-12mm, 12.5-23mm和23-40mm等各种尺寸。此外，这些还伴随着另一种最终产品-细砂，它也经常储存在房内并按要求供应。

印度环境下的标准和立法

印度的管理框架相当发达，防止工人接触粉尘的规定也有文件记录。然而，据观察，执行和管理非常差。¹²国家环境空气质量标准(NAAQS)规定了国家工业、住宅和生态敏感地区的颗粒物浓度调节标准。¹³《1986年环境保护法》及其后续修正案也规定了粉尘控制措施。¹⁴

石矿开采受《1952年印度矿业法》管制。然而，石料破碎行业受到《1948年工厂法》的管辖。劳动和就业部通过工厂咨询服务总局和劳工研究所(DGFASLI)制定了第120条示范工厂规则(MFR 120)石料或其他含硅材料的加工根据1948年工厂法第87条，被视为危险的操作和过程。本规则特别概述了为防止石料破碎机设置中过度暴露粉尘而应采取的措施。此外，1987年的《工厂法》修正案也为计算含游离二氧化硅粉尘的允许限值(PLV)制定了指导方针。⁸

材料与方法

在特伦甘纳邦的纳尔贡达区，印度的石矿开采和破碎单位集群被选为本研究的目的。2016年3月，对4个石矿及其相关破碎设备进行了粉尘监测，每个设备的生产能力在100-250 TPH之间。

因此，使用SKC制造(型号:Sidekick-51Ex)的呼吸性粉尘采样器共收集了17份(n=17)个人粉尘样本。在取样前，以2.2升/分钟的流速对其进行校准，并将预称重的PVC滤纸组件固定在工人的腰带上，以便在整个工作班次中进行取样。采样后，注意到采样器的流速和滤纸重量的差异。计算每个样本的8小时时间加权平均值(TWA)。并计算了各采石区样品的矿山研究当量(MRE)。¹⁵

根据NIOSH-7602方法[16]，使用FTIR模型:Alpha T进行傅里叶变换红外(FTIR)分析，以确定所收集的呼吸性粉尘样品中游离二氧化硅的百分比。

研究的范围包括受不同条例管辖的领域，即1952年《印度矿产法》和1948年《印度工厂法》。前者包括采石场，后者是采石场相关的破碎机。

根据1961年《危险金属矿山条例》第124条，规定最大接触限值为3mg /m^3.在呼吸性粉尘样本中二氧化硅的浓度低于5%的情况下，进行8小时的时间加权平均。¹⁷当呼吸性粉尘中二氧化硅含量百分比超过5%时，MEL由下式计算。

另一方面，适用于在破碎机收集的样品的允许极限值(PLV)是根据《1948年工厂法》(1948年第63号法案)给出的指导方针计算的，并经1987年《工厂(修订)法》修订

对不同粉尘样品组的暴露结果进行了相应的分类，并分别列于表1和表2中，分别用于石矿和破碎部门的暴露。图2和图3分别展示了上述结果及其与MEL/PLV的比较。

为了得到更好的理解，使用Pearson相关的统计检验进行相关性评估，以检验测量的游离二氧化硅与报告的粉尘浓度之间的关系强度。图4显示了同样的情况。

结果

根据本研究的目的，从研究区域共收集了17份个人粉尘样本(破碎单位= 11，石矿= 6)。本研究选择的石矿是全机械化的。在石矿开采中，造成粉尘的主要来源是爆破、钻孔、装载和运输。钻孔和爆破是短暂的活动，每一两周进行一次。然而，装载和运输是一个连续的过程。由于只有HEMM(铲)操作员参与将物料装载到自卸车和自卸车中，因此只对这些进行了研究。从表1中可以明显看出，与HEMM操作员相比，在破碎机区域工作的助手暴露在更高浓度的粉尘中。而HEMM操作人员暴露于1.21mg/m^3.MRE等效浓度;而在石料粉碎单位工作的帮工则暴露于2.82毫克/米^3.环球航线8小时。因此，可以有把握地说，HEMM操作员不太容易受到可吸入性粉尘的影响，因为暴露量较少。这些操作人员在封闭的铁锹舱内操作，这在防止他们直接接触灰尘方面发挥了重要作用。

表1:石矿和破碎机工人粉尘和游离二氧化硅暴露评估

行业	工人年龄	工作经验	粉尘浓度(mg)	MRE当量/8小时时间加权平均(TWA) (mg/m3.）	游离二氧化硅含量(mg)	游离二氧化硅%
	平均	平均	范围/我	范围/ AM	范围/ AM	范围/ AM
石矿工人 HEMM算子(n=6)	28	5	0.32 - -3.43 1.45	0.27 - -2.87 1.21	0.05 - -0.48 0.16	第6 - 22 11.38
碎石机-助手(n=11)	32	6	0.40 - -8.73 2.97	0.38 - -8.27 2.82	0.04 - -1.15 0.34	3.02 - 21.71 11.74

图2显示了基于个人计算的MRE当量值和相应的允许最大暴露限值(PMEL)值的图形表示。据观察，从矿区收集的总样品中，有两(2)个样品超过了《1952年印度矿业法》规定的PMEL。

图2:采石个人粉尘样品PMEL和MRE等值图 点击此处查看图

在8小时轮班期间观察到的破碎机粉尘浓度的图形表示以及基于个人计算的相应PLV如图3所示。据观察，共有三(3)个样品超过了《1948年工厂法》规定的PLV。

图3:碎石机个人粉尘样品的PLV和8小时TWA曲线图 点击此处查看图

如图4所示的散点图显示了估计的游离二氧化硅(mg)与收集的粉尘量(mg)的关系，以了解数据的分布情况。皮尔逊系数(r = 0.9756)和p值< 0.0001表明这两个变量之间存在非常强的正相关关系。

图4:粉尘浓度散点图 游离二氧化硅含量 点击此处查看图

讨论

简单地看一下这项研究的结果就足以表明，在石料破碎厂工作的工人暴露在高浓度的灰尘和其中含有的游离二氧化硅中。类似的观察结果也适用于石矿工人。高暴露对在此工作的人员构成严重的职业健康危害。

在主观评价该研究区域的工作条件时，可以观察到，与破碎厂相比，整个采矿环境的粉尘较少。还观察到，与破碎机组相比，释放粉尘在矿区的分散范围更大。因此，与矿区的HEMM操作员相比，破碎单元的助手高度暴露于可呼吸性粉尘中。事实上，HEMM作业人员在封闭的井室中工作，进一步减少了HEMM作业人员的暴露。与矿工相比，破碎机区域的帮工高度暴露于结晶二氧化硅。

如图1所示，粉尘产生发生在石料破碎装置和石矿的各个阶段。研磨、切割、钻孔和装填是石材开采和破碎行业的主要作业。

Sivacoumar等人(2006)对印度金奈郊区Pammal附近的碎石设备进行了类似的研究，报告总颗粒物和可吸入颗粒物的值超过了印度国家标准。¹⁸Gottesfeld等人(2008)在对印度奥里萨邦Khurda地区的破碎装置的研究中报道，尽管产生了大量粉尘，但缺乏抑尘机制。⁶

在这个特殊的案例研究中，通过对破碎单位的调查，暗示工作环境尘土飞扬，因此不安全。这项研究的结果超出了法定机构的规定限度，也批准了同样的规定。

Semple等人(2008)进行了一项类似的研究，测量了两次共5小时27分钟的呼吸性粉尘，浓度为0.07 mg/m^3.0.25 mg/m^3.．¹⁹我们的研究结果高于Semple等人(2008)的研究结果，在我们的研究中，石矿区的呼吸性粉尘暴露量在0.27-2.87 mg/m之间^3.石料破碎机为0.38 ~ 8.27 mg/m^3.．此外，在石矿和破碎单元两种情况下，两个(2)和三个(3)样品的粉尘暴露分别超过了MEL和PLV值。由于大多数工人在工作过程中接触到大量含游离二氧化硅的粉尘，因此未来很可能给工人带来严重的健康问题。在采石场和破碎机部门接触粉尘和结晶二氧化硅会导致肺功能恶化^20、21

Magne等人(2003)在其研究中曾报道，暴露于结晶二氧化硅的范围从0.05 mg/m^3.-0.1毫克/米^3.年龄在20 - 45岁之间的人可导致慢性矽肺病，也可被认为是人类致癌物。²²此外，Ugbogu等人(2000)在他的研究中也报告说，发展中国家的小规模采矿工人不知道他们在不知情的情况下暴露在粉尘中的影响。²³

参加粉尘调查的工人的平均年龄为31岁，据报道，在这个行业中，平均暴露于含尘二氧化硅的时间为6年。与工人的互动还显示，大多数工人不知道矽肺病及其对健康的影响。有人指出，缺乏关于预防措施的知识。

图5:二次破碎机组吹出的粉尘 点击此处查看图

图6:缺乏抑尘措施 在主料斗区 点击此处查看图

关于案例研究，值得注意的是，监管和检查这一部门的不同责任是防尘措施执行不力的原因之一。石矿开采受《印度矿业法》管辖;然而，当同样的石头进入破碎装置进行进一步的破碎和分级时，由此产生的粉尘及其对人类的影响就属于印度工厂法的范围。作者认为，环境污染与职业暴露是相互联系的，这种密切联系需要法定机构在实施法规时加以认识。控制环境粉尘浓度，最终降低个人在职业环境中的粉尘暴露浓度。

积极实施干预政策，控制接触二氧化硅粉尘是必要的今天。诸如石材开采和破碎部门的矽肺病等问题，最终证明对经济阶梯较低端的人是致命的，应给予适当的优先考虑，强调在操作期间实施安全措施。应该强制意识到这个行业的危害，并为这里雇用的工人提供个人防护装备，从而试图阻止矽肺病的蔓延，而不是向死者家属赔偿。为了实现印度到2030年根除矽肺病的承诺，应该严格解决没有防尘措施、传送带裸露、采矿外围缺乏种植、卡车装卸时没有喷水等问题。

本研究试图描述石矿和破碎部门职业粉尘和二氧化硅暴露的现状。如果在更大范围内采用这种案例研究方法，可以帮助揭示印度小规模石材开采部门安全问题的要点及其对健康的影响。

致谢及资金来源

作者感谢印度政府矿产部和劳工部为“石矿粉尘相关疾病的多中心研究和可持续预防方案的制定”项目提供的资助。本研究报告的材料是在本项目中收集的。

利益冲突

作者声明与本文中提供的材料没有利益冲突。其内容，包括所表达的任何意见和结论，仅代表作者个人意见，并不一定反映资助机构的政策。

参考文献

1. 矿业部。，Mines and Minerals (Development and Regulation) Act.印度政府矿业部，新德里(1957)。
2. 矿业部。，E-Book on Mining Sector.印度政府矿业部，新德里(2016)。http://www.mines.nic.in/writereaddata/UploadFile/ebookmines.pdf(2017年1月12日访问)
3. Mukhopadhyay Krishnendu。，Ramalingam , Ramani Raghunathan., Dasu Venkatesan., Sadasivam Arulselvan., Kumar Pramod., Prasad Shyam Narayan., Sambandam Sankar., and Balakrishnan Kalpana. Exposure to respirable particulates and silica in and around the stone crushing units in central India.工业卫生杂志, (49)中文信息:221-227(2011)。doi: 10.2486 / indhealth.MS1207
4. Amitshreeya R.和Panda R B.印度奥里萨邦balasore及其周围石料破碎机机组的粉尘污染。工业污染控制杂志, (28): 41-4 (2012)
5. 中央污染控制委员会。，Comprehensive Industry Document Stone Crushers.综合行业文件系列: COINDS / 78/2007-08。2009;: 1-142. http://cpcb.nic.in/upload/NewItems/NewItem_148_STONE_CRUSHER_REPORT.pdf(2017年1月12日访问)。
6. Gottesfeld佩里。， Nicas mark。，Kephart John W.,Balakrishnan Kalpana., Rinehart Richard., Reduction of respirable silica following the introduction of water spray applications in Indian stone crusher mills.国际职业与环境卫生杂志, (14): 94-103 (2008) doi:10.1179/oeh.2008.14.2.94
7. 哈里亚纳邦比瓦尼Khanak村建立石料破碎工业的实证研究管理与技术学报，第3期(12): 18-23 (2014)
8. 印度政府。1984年《工厂(修正)法》。印度(1987)http://bombayhighcourt.nic.in/libweb/actc/yearwise/1987/1987.20.pdf(2017年3月21日查阅)
9. 国家人权委员会。国家人权委员会对矽肺的干预措施。新德里(2016)http://nhrc.nic.in/Documents/Publications/NHRC_Interventions_on_Silicosis_27122016.pdf
10. 流明Mieke。，and Spee Ton. Determinants of exposure to respirable quartz dust in the construction industry.职业卫生年鉴，45(7): 585-595 (2001) doi:10.1016/S0003-4878(01)00025-4
11. 职业知识国际。与印度二氧化硅暴露和矽肺病有关的立法规定:需要审查(2009年)。
12. Maxted本顿。，Dust masks for Indian quarry workers: A comparative analysis of the filtering efficiency of fabrics.人道主义工程杂志农业学报，1 (1):15-20 (2012)
13. 中央污染控制委员会。国家环境空气质量标准:1-4 (2009)http://cpcb.nic.in/National_Ambient_Air_Quality_Standards.php(2017年5月11日访问)。
14. 中国环境、森林与气候变化部。《环境(保护)法案》(1986年)http://envfor.nic.in/legis/env/env1.html(2017年5月11日查阅)。
15. 辛格VK, N. Sahay, J. K. Pandey, S. K. Ray。，Kumar A and Mondal P C., Report on Performance Evaluation of Personal Dust Sampler (Make-M/s SKC Inc, U.S.A Model-Side Kick-51Ex.), Dhanbad, (2003)
16. 国家职业安全与卫生研究所。，《分析方法手册》(NIMAM)第四版。(2003)
17. Kaku。d.g.m.s.通告。可爱的普拉卡山;2013.
18. 刘建军，刘建军，刘建军，等。石料破碎行业颗粒物质分布及其对人体健康的影响[j]。环境工程学报，132 (3): (2006)
19. 桑普尔S，格林D a，麦卡尔平G，考伊H，西顿在印度石料破碎现场的颗粒物质暴露。职业及环境医学[互联网],(65): 300 - 5(2008)。可从http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17681995获取(2017年11月8日访问)
20. 张建军，张建军，张建军，等。石料破碎工人肺功能与二氧化硅粉尘接触时间的关系。印度临床解剖学和生理学杂志。(3): 544-6 (2016)
21. Kiran Kumar CH, Mallikarjuna Reddy N, Singh M SB, Krishna BH, Sasikala P, ShravyaKeerthi G等。采石场工人肺功能恶化。生物医学研究(印度).(25):261-8 (2014)
22. Bratveit玛格尼。莫恩·本特。，Mashalla Yohana., and Maalim Hatua. Dust Exposure During Small-scale Mining in Tanzania :A Pilot Study.职业卫生年鉴科学通报，47 (3):235-240 (2003)doi:10.1093/annhyg/meg027
23. Ugbogu O C, Ohakwe J.和Foltescu V. .手工采石工人呼吸和皮肤问题的发生。非洲呼吸医学杂志:23-26 (2009)http://www.africanrespiratory.com/articles/march_2009/Occurrence手工采石工人的呼吸和皮肤问题。pdf(2017年5月6日访问)