煤矿工人可吸入结晶硅（RCS）职业暴露与肺功能损害关联性的回顾性评估

《Environmental Research》：Occupational Exposure to Respirable Crystalline Silica and Its Association with Pulmonary Function Impairment among Coal Mine Workers: A Retrospective Assessment

　　

本研究旨在通过回顾性分析住院病历，评估露天煤矿环境中粉尘与硅暴露对作业人员肺部健康的影响。研究期间，于矿区三处典型监测位点开展了悬浮颗粒物（SPM）、PM₁₀及可吸入结晶硅（RCS）的环境浓度监测，以表征矿区职业暴露水平。研究纳入381名煤矿工人的病历数据，系统分析了肺功能指标与人口学特征及临床参数间的关联性。数据分析采用SPSS软件，分别运用卡方检验（Chi-square test）进行双变量分析，以及Logistic回归模型进行多变量统计分析。

监测结果显示：SPM与PM₁₀平均浓度分别为174.83 μg/m³与140.74 μg/m³；RCS平均浓度为5.59 μg/m³。上述污染物浓度虽处于 permissible limits（许可限值）范围内，但仍存在显著的健康风险，提示需进一步分析职业人群的医疗数据。病例分析表明，煤矿工人用力肺活量（FVC）较预期值降低22.6%。双变量分析显示，年龄、体重、体质指数（BMI）、作业年限与吸、呼气参数间存在显著关联；然而，经Logistic回归模型校正后，仅作业年限与总胆固醇水平为FVC降低的独立影响因素。此外，第一秒用力呼气容积（FEV₁）降低的患病率为14.2%，双变量分析提示年龄、作业年限与呼气参数显著相关，而回归分析揭示作业年限及烟草使用是FEV₁降低的独立决定因素。上述发现为认识煤炭开采环境对作业人员的职业健康影响提供了重要依据。

研究背景与问题提出：煤炭开采活动带来的环境影响已受到全球范围内的广泛关注，但关于暴露水平评估及其健康影响的现场特异性研究仍相对匮乏。煤矿工人在爆破、粉尘作业、运输及物料处理等工序中，普遍暴露于多种职业危害因素，其呼吸系统健康面临严重威胁。可吸入结晶硅（RCS）作为煤尘的常见组分，与矽肺、肺癌等疾病的发生密切相关，且疾病进程即使在脱离暴露后仍持续进展。现有研究多将环境暴露与呼吸健康结局单独考察，未能建立两者的直接关联；此外，暴露水平低于许可限值即视为安全的传统认知，亦缺乏充分的健康效应证据支持。

研究目的：本研究基于印度奥里萨邦Ib Valley露天煤矿现场，整合环境颗粒物（SPM、PM₁₀及RCS）暴露特征分析与煤矿工人肺功能损害的回顾性评估，旨在为典型印度煤炭开采环境中肺功能损害的程度与模式提供定量数据，并为早期疾病识别、粉尘控制策略制定及职业健康法规完善提供科学依据。

关键技术方法：研究地点位于印度奥里萨邦Jharsuguda区的Ib Valley煤田，属于年产1500万吨的露天煤矿项目，地处Howrah-Mumbai铁路沿线。环境采样于矿区内3个监测位点开展，共采集15个样品，采用标准方法测定SPM、PM₁₀及RCS浓度。健康数据来源于381名煤矿工人的医院病历记录，采用肺功能计（Spirometry）测定FVC、FEV₁等指标，并收集年龄、体重、BMI、作业年限、吸烟史及血脂等人口学与临床资料。数据分析采用SPSS软件，通过卡方检验进行双变量分析，并运用Logistic回归模型进行多变量分析，识别肺功能损害的独立影响因素。研究数据集经匿名化处理，去除个人识别信息以确保隐私保护，因不涉及直接与人类受试者的交互，未获得正式伦理审批。

研究结果：

环境暴露水平特征：SPM浓度范围为68.18–316.22 μg/m³，均值174.83 μg/m³；PM₁₀浓度范围为47.75–269.46 μg/m³，均值140.74 μg/m³，呈现中等偏高污染负荷，但均处于许可限值内。RCS平均浓度为5.59 μg/m³。

肺功能损害评估：FVC降低的发生率为22.6%，提示存在明显的限制性通气功能障碍。双变量分析中，年龄、体重、BMI、作业年限与吸气及呼气参数均呈显著关联；多变量Logistic回归校正后，作业年限与总胆固醇水平成为FVC降低的独立预测因子。FEV₁降低的患病率为14.2%，双变量分析显示年龄、作业年限与呼气参数显著相关，回归分析进一步确认作业年限与烟草使用为FEV₁降低的独立决定因素。

讨论与研究结论：本回顾性研究综合分析了印度某露天煤矿环境中SPM、PM₁₀及可吸入结晶硅（RCS）的职业暴露特征，并基于住院病历评估了煤矿工人的肺功能损害状况。研究结果揭示了颗粒物及硅暴露对作业人员肺功能参数，特别是用力肺活量（FVC）及第一秒用力呼气容积（FEV₁）的潜在影响。尽管环境浓度处于许可限值范围内，但仍观察到显著的健康损害效应，提示现行职业暴露标准可能存在健康保护不足的风险。研究强调，即使暴露水平低于规定限值，长期的低剂量累积暴露仍可能导致不可逆的呼吸系统损伤，这一发现对现有职业健康管理策略具有重要启示意义。