接下来一段时间,博士工作站将投入较大精力翻译国际劳工组织ILO 2022年出版的国际职业诊断标准。欢迎有兴趣的同行参与。
我们国家有好几位专家参与了编写,Quanfu Sun、Min Zhang、Fengling Zhao、Xiaoliang Li。
内容非常全面,我们应当努力学习,应用到我们的职业诊断标准、职业卫生学书籍和知识库中。
这些工作都是免费为大家服务。来不及征得ILO的同意。
今天翻译的是
锰或其化合物所致职业病
的诊断。
1.1.5
由锰或其化合物引起的疾病
国际疾病分类编码 T57.2 +Z57
致病因子的一般特征
锰(Mn),CAS编号7439-96-5,是元素周期表中原子序数为25的元素,基本上是单一同位素的,其原子质量为54.9道尔顿。锰被分类在VII族(7-B;过渡金属),其氧化数大多在0(元素态)和VII(高锰酸盐)之间,其中锰(II)在整个酸度范围内在水溶液中都是稳定的。锰在岩石、土壤、水和食物中普遍存在,但除了在宇宙铁陨石中含有的铁锰结核中,它很少以游离金属的形式出现。这种金属呈白灰色,非常坚硬,但通常太脆而无法单独用作结构材料;然而,几个世纪以来,它已被证明是一种不可替代的合金材料,为钢铁赋予了强度和硬度。
锰是世界上使用量第四大的金属,其中90%用于合金化铁和钢,以增强其强度和硬度。具有商业价值的锰矿石包括主要的锰矿石软锰矿(MnO2),以及较为罕见的玫瑰红至粉红色的菱锰矿(MnCO3),后者可通过热还原法提取锰。
职业安全中需关注的锰的主要化学形态包括:
•氯化锰(MnCl2):用于制造干电池,作为动物饲料中的补充微量元素,作为有机化合物氯化的催化剂,以及作为其他锰化合物的前体。
•二氧化锰(MnO2):用于制造干电池、陶瓷和玻璃粘接材料,紫水晶玻璃生产(在玻璃和陶瓷行业中,锰氧化物和盐用作颜料和脱色剂),在电焊钢焊接、燃烧剂、烟花、火柴中用作助熔剂,以及作为其他锰化合物的起始原料。
•硫酸锰II(MnSO4):用于肥料、陶瓷、釉料、清漆、杀菌剂,以及作为牲畜营养补充剂。
•高锰酸钾(KMnO4):由二氧化锰(MnO2)在氢氧化钾(KOH)中的电解氧化制得,用作消毒剂、除藻剂、净水剂;用于金属清洗、漂白和鞣制;以及作为水果和花卉的防腐剂。
二氧化锰和高锰酸钾是强氧化剂,能从卤化物中生成元素卤素(尤其是从氯化物中生成有毒的氯气),并能氧化有机化合物,具有爆炸危险。
锰特种化学品包括乙撑双二硫代氨基甲酸锰(代森锰锌)和乙撑双二硫代氨基甲酸锰锌(代森锰锌):这些化学品广泛用作食用作物的杀菌剂,因此是土壤和粮食作物中锰的潜在来源(见第1.1.36项)。甲基环戊二烯基锰三羰基(MMT)用于改善锅炉和发动机的燃烧性能,并可用作汽油/柴油中铅的替代品作为抗爆添加剂。已建议使用二吡啶氧基二磷酸锰和其他锰化合物替代钆络合物作为组织特异性造影剂。
职业暴露
锰的职业暴露主要通过吸入粉尘和烟雾发生。暴露情况出现在矿石开采、冶金加工、钢合金生产以及钢合金下游加工(切割、钻孔和焊接)中。其他导致暴露的锰工业用途包括干电池制造、玻璃和陶瓷生产,以及含锰化学品的工业生产及其最终产品的配制。实验室使用锰化合物作为试剂也会导致职业暴露:特别是锰的羰基化合物,如MMT和二锰十羰基,这些化合物具有相当的挥发性和强烈的毒性。
涉及金属接触的主要生产活动详述如下。
矿石的开采与初步处理:锰矿必须经过开采、研磨、与其他矿物分离、干燥,有时还需再次破碎或研磨,通常还需进行包装并与其它矿物混合,之后才能进行精炼以供商业使用。
锰的精炼与钢铁制造:矿石必须经过精炼。用于生产有色合金的纯锰,是通过湿法冶金和电解工艺提纯的。在基础铁的制造和钢铁制造过程中,需要处理大量矿石,通常会使用高炉或电炉进行处理。在此过程结束时,合金锭可被切割以方便搬运,并经常被破碎或研磨以方便运输。在钢铁制造过程中,当向炉料中添加特定数量的此类合金时(以赋予包括硬度、耐磨性、刚度和强度在内的特性),可以更好地控制配方,使其适用于特定的制造或生产用途。目前尚未发现锰的替代品能在钢材中提供这些基本品质。在制造过程中的每个阶段都可能发生职业性接触氧化锰化合物的情况。排放物中气溶胶粒子的组成和结构复杂,且因工艺而异。
制造与生产:大多数用于熔化形成接头的钢材焊接耗材中的锰含量均低于6%。而用于连接高锰钢的焊接耗材(如用于铁路道口或硬面处理过程,后者用于增强推土机铲刀“咬合边缘”等表面的韧性)中的锰含量则要高得多。与焊接耗材中的锰浓度相比,通过选择性蒸馏焊接电弧中的烟雾,可将锰的比例提高至七倍。
毒理学特征、主要健康影响及诊断标准
简短的毒理学概况
锰(以超细金属颗粒的形式)及其化合物可通过呼吸道和胃肠道被人体吸收。在职业暴露中,呼吸道途径通常比口服途径更为重要。人体内的锰总量估计约为12毫克。它主要以金属-蛋白质结合物的形式储存在肝脏和肾脏中,并以二价形式储存在骨骼中。
从非营养来源(如职业暴露)吸收的外源性锰主要以固体颗粒的形式存在。由于锰在酸性条件下(如肺表面活性剂)极易溶解,且细胞溶酶体在这一过程中极为高效,因此这些颗粒中的锰或多或少会迅速被浸出。高价态的吸收锰(如MnO2颗粒)会被多种内源性可溶性分子(如糖和氨基酸)迅速还原为其离子态锰(II)形式,并因此像其他二价阳离子(如镁(II)、钙(II)、锌(II))一样在血液中运输。肝脏会迅速清除血液中的锰,并保留一个可移动的锰库,锰会从该库中分布到全身。大约98%的过量锰会以胆汁的形式通过粪便排出体外,只有2%会通过尿液排出。肝脏分泌的金属蛋白形式的锰会被细胞主动吸收,并掺入关键酶(如锌/锰超氧化物歧化酶(Zn,Mn SOD)和精氨酸酶)的活性催化中心。在人脑中,锰与蛋白质结合,其中最丰富的是星形胶质细胞中的谷氨酰胺合成酶。
当控制游离锰池的稳态机制因过度暴露和吸收(通过肺部和胃肠道)或肝功能异常而受到抑制时,游离可扩散的锰(II)可在细胞中产生毒性作用:该金属离子是芬顿-哈伯-魏斯循环中过氧化氢通过歧化反应生成羟基的活性催化剂。这一现象在大脑的特定区域,如基底核,尤其是苍白球和黑质中尤为具有破坏性。大脑的这些区域易受氧化应激的影响,以及锰和有毒有机化合物(如1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶(MPTP))对其细胞的破坏。这些因素会导致类似于特发性帕金森病的临床综合征。由于暴露水平的普遍降低,至少在发达国家,现在的关注点在于普通人群长期和终身暴露于低水平的锰。
疾病名称及ICD编码:
由锰或其化合物引起的急性疾病
(特定疾病代码)+T57.2+Z57
粘膜刺激(J68)、支气管炎和肺炎(J68.0)、呼吸道烧伤和腐蚀(T27)、体表烧伤和腐蚀(T20-T25)、口腔、咽和食管烧伤和腐蚀(T28.0-T28.1,T28.5-T28.6)、眼及眼附属器烧伤和腐蚀(T26.0-T26.1,T26.5-T26.6)、急性中毒性脑病(G92)
疾病的简短描述
急性锰中毒效应较为罕见,鲜有报道。吸入锰的烟雾、蒸气以及锰的颗粒化合物会对粘膜产生影响。高锰酸钾对粘膜、皮肤和眼睛具有显著的腐蚀性损害。高锰酸钾溶液
浓度超过1:5000的物质具有腐蚀性,若摄入(在工作场所并不常见),则可能对上消化道造成局部甚至可能致命的灼伤。中枢神经系统也可能受到影响,出现急性脑病。
诊断标准
临床表现
眼睛和呼吸道可能发生刺激和炎症,伴有咳嗽、支气管炎、肺炎和呼吸功能受损。急性锰中毒引起的脑病初期表现为情绪改变、情绪脆弱、幻觉和攻击性。几个月后,这一阶段(有时被称为“锰中毒狂”)可能进一步发展为慢性中毒性脑病(见下文)。
暴露评估
•职业暴露史:经确认在工作场所曾急性接触锰烟和锰尘,且在条件允许时进行了工作场所空气监测。
•最短暴露时长:几分钟。
•最长潜伏期:48小时。
金属烟热(T56.8)
疾病的简短描述
症状不具有特异性,诊断可能较为困难,因为金属烟雾热表现为类似流感的综合征。症状通常在接触后数小时出现,并在停止接触后1-4天内可逆。
诊断标准
临床表现
•体征和症状:接触后数小时出现发热、寒战、恶心、头痛、疲劳、不适、肌肉酸痛和关节疼痛。通常报告口腔内有甜味或金属味,改变食物和香烟的味道,以及喉咙干燥或刺激,可能导致声音嘶哑。症状可能包括身体灼热感、呼吸急促、胸痛、咳嗽、呼吸困难、皮疹、呕吐、水样或血性腹泻以及低血压。
•检查:肺功能通常不受影响,但测试可能显示肺容量减少。胸部X线检查结果通常无显著异常。白细胞计数(白细胞增多症)增加,但并非所有病例均如此。可检测到尿液、血液和血清中锰含量升高。
暴露评估
•职业暴露史:已确认急性接触锰或其化合物,且在条件允许时,进行工作场所空气监测。
•最短暴露时长:几分钟。
•最长潜伏期:数小时。
刺激性接触性皮炎(L24)
在锰矿工人中观察到了皮肤病变。有关诊断和暴露评估标准的更多详情,请参阅第2.2.2项。
过敏性接触性皮炎(L23)
锰可能通过受损皮肤被吸收,并与过敏性接触性皮炎的发展有关。如需了解更多关于诊断和暴露评估标准的信息,请参阅第2.2.1项。
疾病名称及ICD编码:
由锰或其化合物引起的慢性疾病
(特定疾病编码)+T57.2+Z57
锰中毒(T57.2),慢性中毒性脑病(G92)
疾病的简短描述
锰可引起一种缓慢进展且致残的帕金森综合征,称为“锰中毒”。该疾病的特点是神经精神功能和锥体外系功能障碍,伴有神经心理功能改变、运动迟缓和记忆缺陷,这些症状归因于锰在大脑中的沉积。受影响的大脑区域是专门控制运动的区域(主要是基底节)。症状包括步态障碍、姿势不稳、面具样无表情的脸、震颤和精神症状。该疾病可能是可逆的,但当病情进展时,可能会成为永久性的。
锰中毒通常经历四个阶段:
•第一阶段:仅观察到非常轻微的临床表现缺陷和情绪变化,除非主动寻找,否则可能无法发现。请注意,在此阶段发现疾病将有助于采取预防性干预措施,避免疾病进展。
•第二阶段:此阶段出现的症状并不具体,可能包括乏力、易怒、焦虑、厌食、头痛、睡眠周期改变和意识模糊。在某些情况下,患者还可能出现性欲减退、阳痿以及括约肌功能障碍。通常,这些症状最初非常轻微,如果不主动询问可能无法察觉。更显著的症状包括无法控制的笑声或泪水,以及冲动/强迫行为。由于特发性帕金森病患者不会出现此阶段,因此情绪症状可能是锰中毒的首要征兆。神经心理测试有助于在早期发现异常。
•第三阶段:这是一个中间阶段,其特征是基底节受损的典型体征和症状,如言语迟缓和面具脸。随后出现震颤,与帕金森病不同,震颤通常发生在运动时且对称。在此阶段,受影响的患者主要表现为肌张力障碍和运动迟缓,手臂会出现典型的摆动动作。患者无法跑步,只能艰难地倒退行走。通过专门设计的计算机测试(如CATSYS®系统)评估,可以记录震颤和姿势摆动的程度。
•第四阶段:这是疾病的最严重和最终阶段。患者病情显著恶化,各种症状,尤其是影响步态的症状,逐渐变得更加明显。记忆功能明显下降。可能出现姿势性震颤,行走和转身变得更加困难,无法倒退行走。姿势性震颤可能在下肢更为明显,但也可能全身都有。书写变得不规则,出现书写过小症:由于震颤,书写可能变得难以辨认,草书尤其如此。与帕金森病相似,在疾病的晚期,患者难以保持平衡,在尝试倒退行走时可能会摔倒。由于肌肉僵硬加剧,可能会出现典型的“鸡步态”:行走缓慢、痉挛、不稳定,或伸直脚和脚趾行走,将重心放在跖骨上,肘部弯曲,脊柱挺直。肌腱反射增强。在这个阶段,疾病通常是不可逆的。
诊断标准
临床表现
•体征和症状:记忆力与判断力受损、焦虑,有时出现精神病性表现,类帕金森病体征,伴有进行性运动迟缓、构音障碍、轴向和肢体肌张力障碍、轻瘫、步态障碍、肌肉僵硬、意向性震颤、姿势不稳、协调性受损以及面具样面容。有关体征和症状随时间演变的更多详情,请参见上述四阶段分类。
•检查:
神经心理测试能够在早期阶段检测出异常。
-磁共振成像(MRI)显示,双侧高信号病变,这是锰沉积的典型表现,主要位于苍白球。
-磁共振波谱(MRS)显示脑代谢物异常,如N-乙酰天门冬氨酸(NAA)、肌醇或γ-氨基丁酸(GABA)。
-弥散张量成像(DTI)显示胼胝体和额叶区域的白质微观结构完整性发生了改变。
-功能性磁共振成像(MRI)显示,由于神经补偿作用,大脑皮层的感觉运动或工作记忆网络的活动增强。
氟多巴正电子发射断层扫描(PET)显示多巴胺能传递的典型减少。
•鉴别诊断:经典型锰中毒可与特发性帕金森病(PD)和其他形式的帕金森综合征相鉴别,尤其是:
-锰中毒的早期症状是精神方面的,与帕金森病不同。
-对称性损害是另一个重要标准:效应的非对称分布并不表明患有锰中毒。
-姿势性或运动性震颤(与帕金森病中的静止性震颤相对),早期出现步态功能障碍,步态呈特殊的高步态,有向后摔倒的倾向,肌张力障碍明显,面部表情扭曲。
-发病年龄较早(帕金森病通常在60岁以后发病),且通常对左旋多巴反应不佳。
-在磁共振成像(MRI)中,神经元损伤主要位于苍白球,而非黑质。
暴露评估
•职业暴露史:证实长期接触锰化合物,且在条件允许的情况下,进行工作场所空气监测。
•最短暴露时长:数月。
•最长潜伏期:10年(但据报道,潜伏期可长达数十年)。
刺激性引起的职业性哮喘(J68.3)
长期或反复接触锰的持久观察效应包括哮喘和肺功能受损。有关临床特征和暴露评估标准的更多详情,请参见第2.1.7项。
预防的关键行动
锰中毒的预防主要在于抑制锰尘和锰烟的产生。在矿山中,应始终采用湿式钻孔代替干式钻孔。爆破作业应在轮班结束后进行,以确保在下一个轮班开始前,掘进工作面通风良好。在源头进行良好的全面通风至关重要。在特定情况下,必须使用空气呼吸防护设备以及隔绝式呼吸器,以避免短时间过度暴露。
保持高标准的个人卫生至关重要,必须提供充足的卫生设施、衣物和时间,以确保员工在下班后能够强制淋浴、更换衣物,并禁止在工作场所进食。同时,也应禁止在工作场所吸烟。
应定期测量暴露水平,并关注空气中锰颗粒的粒径分布。饮用水和食物的污染以及工人的饮食习惯应被视为潜在的额外暴露源。随着甲基环戊二烯基三羰基锰(MMT)作为汽油添加剂的引入,人们开始担忧环境锰暴露可能带来的毒性。
某些工人可能对暴露的影响具有更高的易感性,例如患有心理或神经障碍的工人。营养缺乏状态可能使人易患贫血:铁吸收的机制与其他二价金属的机制相似,饮食中铁缺乏可能导致锰的过量吸收,并增加对锰的易感性。因此,必须对患有此类缺乏症的工人进行严格监测。在贫血状态下,受试者应避免接触锰。这同样适用于患有排泄器官病变或慢性阻塞性肺病的人。
对于职业接触锰及其化合物,建议采用阈限值(TLV),这些值旨在尽量减少肺部和中枢神经系统(CNS)出现临床前不良反应的可能性。然而,目前尚不清楚锰对中枢神经系统和肺部产生早期影响的最低暴露浓度。
专家组认为,已观察到以下工作场所大气浓度暴露限值能为工人健康提供合理的保护水平,且已在多个国家得到应用。
•锰和大多数无机化合物:0.02 mg/m³(可呼吸部分),0.1 mg/m³(可吸入部分),以8小时时间加权平均值(8hr TWA)计。
•高锰酸钾:8小时时间加权平均浓度(TWA)为0.2mg/m³。
•甲基环戊二烯基锰三羰基:8小时时间加权平均(TWA)浓度为0.2mg/m³。
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