性质和分类

时间：2022-11-02 百科知识版权反馈

【摘要】：粉尘的理化性质与其生物学作用及防尘措施等有密切关系，在卫生学上有较大意义的粉尘理化特性，是粉尘的化学成分、浓度、分散度、溶解度与密度、形状与硬度、电荷性、爆炸性等。粉尘的分散度是指粉尘粒子的细小程度及其大小的组成。空气中粉尘由较小的粉尘组成时，称为分散度高，反之称为分散度低。此外，也不能忽视分散度等其他理化性质。

7．1．1 粉尘的产生

1．粉尘的定义

粉尘是指悬浮于空气中的固体微粒。习惯上粉尘有很多名称，如灰尘、尘埃、煤尘、矿尘、烟尘和粉尘等，没有明显的界限。

从胶体化学的观点来看，粉尘是一种分散体系。当分散在气体中的微粒为固体时，统称为粉尘；当分散在气体中的微粒为气体时，统称为雾；含有微粒的气体称为溶胶，气溶胶中的微粒，根据其产生过程和性质可以概括为4种。

①粉尘：由机械过程（如破碎、筛分、运输等）而产生的固体微粒。粉尘的粒径由极细至数百微米。10μm以上的粉尘在空气中沉降很快，沉降下来的粉尘称为“落尘”；10μm以下的粉尘，能长时间在空气中悬浮，称为“飘尘”。

②烟尘：因物理化学过程产生的固体微粒称烟尘。如在冶炼、燃烧、金属焊接等过程中，由于升华及冷凝而形成。烟尘的特点是粒径较细，通常在1μm以下。

③雾：各种原因产生的液体及液态凝聚性微粒。如水雾、油雾等，其粒径为0．1～10μm。

④烟雾：指自然雾与烟尘的混合物，包括化学作用后产生的二次烟雾。粒径一般为0．5～1．0μm。

2．粉尘的产生

在生产、运输、加工的过程中，对原材料进行破碎、研磨、熔融、装卸、运输、混合搅拌、加热、燃烧等工序时，都会有大量的粉尘散逸到作业环境的空气中。产生粉尘的主要工业生产方式有：

①采矿业的凿岩、爆破、装卸、运输等；交通工程中的隧道开凿、采石、筑路等；

②金属冶炼业的原料破碎、筛分、选矿、冶炼等；

③化工、轻纺业的原料加工、包装等；

④机器制造业的铸造、清砂、表面处理等；

⑤粉料的装卸、运输、混拌，液态物质的升华、物质的氧化等，若防护措施不健全，均会有大量粉尘散逸到作业环境空气中。

7．1．2 粉尘的性质

粉尘的理化性质与其生物学作用及防尘措施等有密切关系，在卫生学上有较大意义的粉尘理化特性，是粉尘的化学成分、浓度、分散度、溶解度与密度、形状与硬度、电荷性、爆炸性等。

1．化学成分

粉尘的化学成分决定其对机体的作用性质与危害程度，如粉尘中游离二氧化硅含量高，就容易引起矽肺；含硅酸盐的粉尘可引起硅酸盐肺；煤尘引起煤肺病；粉尘含有铅、锰等有毒性物质则主要引起铅中毒、锰中毒。

2．浓度

生产环境空气中粉尘浓度越高，吸入量越多，尘肺的发病率就越高。据南非某矿（矿井在含石英质砾岩中，围岩含游离二氧化硅85％以上）的研究统计，患矽肺病的平均工龄与矿井空气中平均含尘量的关系如图7．1中的曲线所示。

图7．1 矽尘浓度与矽肺病发病关系

从图7．1中曲线可以看出，当空气中含尘量降到3～5mg，就能延长工人患矽肺病的平均工龄为4年。平均含量由60mg下降到5mg时，工人工作的患矽肺病为止的平均工龄可由3．5年延长到8．5年。

3．分散度

粉尘的分散度是指粉尘粒子的细小程度及其大小的组成。空气中粉尘由较小的粉尘组成时，称为分散度高，反之称为分散度低。尘粒大小一般以其直径的微米（μm）数来表示。

分散度的大小通常用来决定着粉尘在空气中停留时间的长短、被吸入人肺的机会多少和参与人体理化反应的难易程度。

粉尘的分散度越大，比表面积越大，它的物理活性与化学活性也越高。因而，越容易参与理化反应，致使发病快，病变也严重。实验证明，在矽肺的发病机制中进入肺内尘粒大小虽然对其有一定的影响，但在矽肺发病上起决定作用的还是进入肺内粉尘的性质和质量。因此，国家制定的空气中各种粉尘的最高容许浓度是以单位体积内的质量（mg／m3）多少为依据。

4．溶解度与比重

粉尘溶解度大小与人体危害程度常因粉尘性质不同而异。对毒性粉尘（如铅、砷等）来讲，随着溶解度的增加，其有害作用也加强。无毒粉尘（如糖、面粉）则相反，容易溶解吸收和排除，这对人体的危害反而减少。

粉尘粒子比重的大小与粉尘的稳定程度有关；粒子大小相同时，比重大则沉降速度大，稳定程度低，被吸入人体的机会也就减少。在通风除尘时也要考虑比重这一因素而采用不同的风速。

5．形状与硬度

粉尘粒子的性质多种多样，有圆形、片形、针形等。尘粒的性质在某种程度上也能影响粉尘的稳定程度，质量相同的尘粒，其形状越接近球形，则降落时所受到的阻力越小。尘粒形状在粉尘所引起疾病的病理学上有一定的意义：锐角和坚硬的尘粒能引起上呼吸道黏膜更多的损伤；柔性粉尘如棉尘、木尘等易降落在气管与支气管内壁，能较长时间粘附在上呼吸道黏膜上可引起慢性炎症；石棉的致病作用，也与其形态有关。但在尘肺的发病学中，形态和硬度不起决定性作用，如刚玉尘粒要比石英硬得多，可是刚玉尘粒不会引起矽肺病的改变，而石英对肺部的致纤维作用最强。

6．电荷性

尘粒可吸附空气中的气体离子或在流动中与其他固体和液体表面相互摩擦而带电，也可在粉碎过程中带电。尘粒带有相异的电荷时可在撞击中促进凝集，加快沉降；带有相同电荷时，则相互排斥，不易凝集，使得浮游在空气中的稳定程度增高（尘粒带有的电荷量决定于它的大小和质量）；温度升高带电减少，环境改变，电荷情况也改变。一般认为，带电荷的尘粒较易于被阻留在体内，尘粒的电荷程度能影响细胞的吞噬速度。

7．爆炸性

爆炸性是高分散度的煤炭、糖、面粉、硫磺、铝、锌等粉尘所具有的特性。发生爆炸的条件必须具有高温（火焰、火花、放电）和粉尘在空气中达到足够的浓度；多数粉尘的爆炸下限浓度在25～50g／m3；上限在800g／m3左右。如10～15μm的铝粉的爆炸下限位为37～50g／m3，硫磺为35g／m3。

总之，在实际工作中进行劳动条件的调查和卫生评价时，既要着重于粉尘的浓度，还应分析其化学组成，尤其是其中的游离二氧化硅（Si O2）的含量。此外，也不能忽视分散度等其他理化性质。

7．1．3 粉尘的分类

粉尘可以根据它的一些特征进行分类。

1．根据粉尘的性质分类

①无机粉尘。包括矿物性粉尘（如石英、石棉、滑石、煤等）、金属粉尘（如铁、铝、锰、铅、铍及氧化物）、人工无机粉尘（如金刚砂、水泥、耐火材料、玻璃粉、岩石粉等）。

②有机粉尘。包括植物性粉尘（如棉亚麻、谷物、烟草、木质等）、动物性粉尘（如毛发、骨质、角质、鱼粉等）、人工有机粉尘（炸药及有机染料等）。

③混合性粉尘。是指上述两种粉尘以上混合而言，生产中最多见。例如煤矿中的粉尘常含有矽尘和煤尘；一些植物性和动物性粉尘（如兽皮、棉花、烂布等）中，常含有3％～50％的矿物性粉尘，这些矿物性“夹杂物”常都有重要的卫生学意义。

2．根据粉尘中Si O2的含量分类

①矽尘。粉尘中游离Si O2含量在10％以上的粉尘称为矽尘。

②非矽尘。粉尘中游离Si O2含量在10％以下的粉尘称为非矽尘。