畜牧業職業人群的呼吸防護

孫睿楠，高明石，董建國

（3M中國有限公司，上海200233）

據第三次全國農業普查，我國畜牧業從業人員約1 100萬人，其中規模以上職業人群約274萬人。隨著我國畜牧業朝著產業化、規模化逐步發展，從業人員對職業安全健康的意識和需求與日俱增，同時近年來動物疫情頻發，由動物向人類傳播疾病的疫情時有發生，不少畜牧業工作者和研究人員對本行業職業人群的個人防護進行了積極的探討。但由于各種原因，在呼吸防護用品上的建議通常僅以口罩來概括，缺乏針對行業危害特點選擇呼吸防護用品的指導與建議。了解畜牧業的呼吸危害特點及各種呼吸防護用品在工作原理、功能及適用場景上的區別，將有助于使用者正確選擇產品，并使其發揮應有的功效。

1 畜牧業常見呼吸危害因素

1.1 顆粒物

畜牧業生產環境中可能存在的顆粒物成分復雜，包括如飼料粉塵、動物皮屑和毛屑、抗生素、內毒素、過敏原、養殖場內的墊料、牲畜排泄物產生的顆粒物，以及污染物之間發生化學反應產生的二次顆粒物等。而利用掃描電鏡及X射線分析，人們發現從圈舍內收集的顆粒物富含磷、氮、鉀、硫、氯等十多種元素。

畜牧業生產環境中顆粒物的濃度差異大。這與很多因素有關，如飼養的動物種類、圈舍建筑結構、飼養模式、通風方式等。Cambra-López等統計了部分已報導的關于養殖場內顆粒物濃度的研究結果，其中Donham等報導的豬舍內可吸入性顆粒物濃度范圍為3.2 mg/m3至15.3 mg/m3，Redwine等報導的畜禽舍內可吸入顆粒物濃度范圍為0.73 mg/m3至11.39 mg/m3。據歐澤兵對我國京津冀地區的大型家禽養殖場的調查，喂食期間畜禽舍內平均顆粒物濃度可達到64.3 mg/m3。而O′Shaughnessy等報導的在豬舍高壓清洗時內毒素的環境濃度超過了34萬EU/m3。

畜牧業生產環境中顆粒物的粒徑分布具有一定特征。在國內，鐘召兵等采用空氣微生物采樣器分別對雞舍、豬舍和牛舍空氣進行采樣，三種畜禽舍內的顆粒物（粒徑≤8.2μm）數量占比分別為81.7%、86.8%和78.4%。在國外，Maghirang等報導蛋雞舍內顆粒物（粒徑≤10μm）的數量占比達99%，顆粒物（粒徑≤5μm）的數量占比達97%，顆粒物（0.3μm＜粒徑＜0.5μm）的數量占比超過40%。Aarnink等報導豬舍內顆粒物（粒徑＜5.8μm）的質量占比為29%。

空氣中的顆粒物通過呼吸系統進入人體引起疾病和誘發各類健康效應，受到顆粒物的成分、濃度、粒徑等多方面因素影響。接觸畜牧業生產環境中的各類顆粒物，將可能出現以咳嗽、咳痰、發熱、胸悶等癥狀為主的各類呼吸道炎癥、過敏性肺炎、支氣管哮喘等。早在18世紀初，Ramazzini就報導過農民由于接觸粉塵而罹患呼吸道疾病。據Rylander等報導，從事豬舍工作的員工出現咳嗽、咳痰的比例高達55%，氣喘、胸悶的比例高達35%，同時對呼吸道感染的抵抗力低于一般人群，因病休息的員工比例高于平均水平，工齡較短的員工以呼吸道刺激等癥狀為主，而工齡較長的員工有較高比例出現類似職業性哮喘的癥狀。大多數情況下上述疾病病程較短，患者可以自愈，因而未引起員工及相關人員的足夠重視，但如果不采取必要的措施而反復發病，則有可能導致難以治愈或不可逆的慢性阻塞性肺氣腫、彌漫性肺間質纖維化甚至肺功能衰竭。另一方面，國內也有飼育牲畜出現塵肺癥狀的報導。

1.2 人畜共患病

人畜共患病并非單一病種，而是一類能夠在人類和非人類脊椎動物之間傳播的疾病的統稱。全世界已證實的人畜共患病已逾150種，并且隨著科學的發展，這一數量在不斷增加。某一種人畜共患病可能存在一種或多種傳播途徑，研究其傳播途徑對疫情的防控及職業人群的個人防護具有重要的指導意義。目前人類研究發現，能夠以顆粒物的形式在空氣中傳播的人畜共患病包括：肺結核、口蹄疫、炭疽病、布氏桿菌病、漢坦病毒感染、禽流感、冠狀病毒感染等等。對人畜共患病的傳播途徑的科學研究仍在不斷進行中。

對傳染性疾病傳播途徑的研究是一項復雜的科學工作，這需要一定的時間過程，但對職業人群的防護措施是不能等到研究工作結束后再來確定的。因此，醫療行業通常采取在標準預防的基礎上建立有針對性的額外預防措施。而畜牧業由于其特殊性，通常無法控制和避免攜帶病菌的動物向環境空氣中排放含有病原體的顆粒物，因此對于畜牧業職業人群，使用呼吸防護用品降低對環境中潛在的含有病原體的顆粒物的接觸水平非常重要。

1.3 有毒氣體和蒸氣

牲畜養殖過程中產生的有毒氣體主要有氨氣（NH3）、硫化氫（H2S）、二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）、甲烷（CH4）等。除造成牲畜健康水平下降、生產效益下降和周邊環境污染外，有毒氣體也會對作業人員的健康造成不良影響。例如，氨氣對粘膜和中樞神經有刺激作用，吸入氨氣可出現鼻咽炎、咳嗽、咳痰、流淚、頭痛、眼結膜及呼吸道粘膜充血、水腫等不良反應，嚴重時可出現肺水腫、驚厥、昏迷甚至死亡。硫化氫對粘膜和神經有強烈刺激作用，除出現呼吸道及眼刺激外，還會麻痹嗅覺神經，使人無法聞到臭味，嚴重時可出現昏迷、呼吸驟停，造成電擊樣死亡。另外，對生產場所、器械、車輛及人員所使用的消毒劑也可能產生有毒氣體和蒸氣。

Blanes-Vidal等對從豬舍收集的沼液樣本進行分析，其所散發的惡臭氣體中H2S和NH3的幾何平均濃度分別為61.1 ppm和25.7 ppm，并且可檢測到超過30種揮發性有機化合物（Volatile organic compounds，VOCs），包括醇、醛、酸、酯、酮、芳香烴等多種化學物質。Barrasa等對西班牙31處各類畜牧生產場所進行采樣，結果與化學物質的職業接觸限值進行對比發現，僅16處場所的NH3濃度、1處場所的CO2濃度低于0.1倍職業接觸限值——這被認為是一個預期將不會超標、相對可接受的接觸水平。Guarrasi等基于已報導的研究，對畜牧業各工種中H2S濃度采樣數據的統計分析發現，盡管大部分工種的加權平均濃度接近或低于美國政府工業衛生學家委員會（American Conference of Governmental Industrial Hygienists，ACGIH）所建議的閾限值（Threshold limit value，TLV）-1ppm，但數據質量并不理想，86%的研究選用定點采樣而非個體采樣，絕大部分研究僅為短時間采樣而非對整個工作班更具代表性的長時間采樣，另一方面，統計數據呈現較大的變異性，如在對豬舍進行高壓清洗時進行采樣，H2S濃度可達97ppm。

1.4 有限空間

有限空間是指封閉或半封閉，與外界相對隔離且出入受到一定限制，作業人員不能長時間在內工作，由于自然通風不良，易造成有毒有害、易燃易爆物質積聚或O2濃度不足的空間場所。畜牧業生產環境中潛在的有限空間如堆肥、污水處理池、管井及泵房、槽罐車輛、溝槽等，可能存在H2S、NH3、CH4、CO等有毒氣體高濃度累積或氧氣濃度不足的情況，人員在不了解危害程度的情況下盲目進入，可能立即造成昏迷或死亡。由于上述空間內通常存在其他職業危害，人員暈倒還可能造成墜落、淹溺、觸電等二次傷害。同時，事故現場的目擊者及相關人員可能由于缺乏突發事件處理經驗，盲目進入有限空間進行施救，從而導致傷亡擴大。

據周興藩等統計分析，2014～2015年全國有限空間作業（不含礦井）較大以上中毒與窒息事故47起共造成223人中毒和160人死亡，其中由于H2S中毒、CO中毒和缺氧所導致的事故起數占比分別為53.2%、21.3%和19.2%，其中83%的事故中作業人員未佩戴個人防護用品，83%的事故中存在盲目施救而擴大傷亡情況，初始傷亡49人，因盲目施救導致傷亡人數增加了139人。據應急管理部初步統計，2020年上半年全國發生有限空間作業較大事故20起，死亡62人。2020年7月4日某畜牧業養殖基地在污水泵房檢修時發生有限空間事故，造成3人死亡、5人受傷。

針對有限空間作業的安全管理，我國已先后制定多個國家標準、行業標準。近年來，多地陸續制定發布并實施了有關有限空間安全作業的地方標準。但目前暫未了解到有針對畜牧業行業特點的有限空間安全管理規范出臺。我國畜牧業生產對象種類多，規模化程度、作業人員受教育水平參差不齊，有限空間形式多樣，需要加大力度普及、引導和規范有限空間作業。

2 呼吸防護用品分類

我國目前職業人群常用的口罩主要有一次性使用醫用口罩、醫用外科口罩、自吸過濾式防顆粒物呼吸器、醫用防護口罩等。各類口罩有相應的產品標準，標準規定了該類產品適用的用途與場景，及其性能要求。

一次性使用醫用口罩需符合標準YY/T 0969-2013《一次性使用醫用口罩》，該標準適用于覆蓋使用者的口、鼻及下頜，用于普通醫療環境中佩戴，用于阻隔口腔和鼻腔呼出或噴出污染物的一次性口罩。標準規定了細菌過濾效率（Bacterial filtration efficiency，BFE）、通氣阻力、微生物指標等性能要求。

醫用外科口罩需符合標準YY 0469-2011《醫用外科口罩》，該標準適用于由臨床醫務人員在有創操作等過程中所佩戴的一次性口罩。標準規定了合成血液穿透、細菌過濾效率（BFE）、顆粒物過濾效率（Particle filtration efficiency，PFE）、壓力差、微生物指標等性能要求。

自吸過濾式防顆粒物呼吸器需符合標準GB 2626-2019《呼吸防護 自吸過濾式防顆粒物呼吸器》，該標準適用于防護顆粒物的自吸過濾式呼吸器。標準規定了過濾效率、泄漏性、呼吸阻力等性能要求。

醫用防護口罩需符合標準GB 19083-2010《醫用防護口罩技術要求》，該標準適用于醫療工作環境下，過濾空氣中的顆粒物，阻隔飛沫、血液、體液、分泌物等的自吸過濾式醫用防護口罩。標準規定了過濾效率、氣流阻力、合成血液穿透、微生物指標、密合性等性能要求。

可以看出，“口罩”是一個籠統的概念，不同的人群佩戴口罩出于不同的目的，不同類別的口罩也有特定的適用環境和場景。一次性使用醫用口罩主要用于減少佩戴者自身呼出或噴出的含有細菌微生物的飛沫對外界環境的污染，醫用外科口罩在此基礎上，增加了對帶壓含菌液體的抗滲透性。自吸過濾式防顆粒物呼吸器主要用于降低佩戴者對空氣中的各類顆粒物的接觸水平，醫用防護口罩在此基礎上，增加了對帶壓含菌液體的抗滲透性及微生物指標。

除口罩外，常見的呼吸防護用品還包括（見圖1）：靠佩戴者呼吸克服部件阻力，用于防護有毒有害氣體、蒸氣或顆粒物的自吸過濾式防毒面具；借助動力提供氣流克服部件阻力的送風過濾式呼吸器；與環境空氣隔絕，利用外部潔凈空氣供給呼吸的隔絕式呼吸器，其中包括供氣式呼吸器和攜氣式呼吸器。

圖1 常見的呼吸防護用品分類

值得注意的是，不同類型的呼吸防護用品對佩戴者的預期防護水平也有高低之分。在我國，可以參考標準GB/T 18664-2002《呼吸防護用品的選擇、使用與維護》中的指定防護因數（Assigned protection factor，APF）（見表1），它是指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。例如，防顆粒物口罩屬于負壓式、半面罩型的自吸過濾式呼吸防護用品，它的指定防護因數為10，這意味著在上述前提下，此類呼吸防護用品預期能將對應的空氣污染物濃度降低至環境濃度的10%。不同類型的呼吸防護用品，指定防護因數通常不相同。

表1 各類呼吸防護用品的APF

3 呼吸防護用品在畜牧業的選擇與應用

3.1 顆粒物的呼吸防護

當前在我國規模化的畜牧業企業中，配備一次性使用醫用口罩或醫用外科口罩的情況仍較為普遍，在中小規模及個體畜牧養殖戶中，不佩戴任何口罩進行作業的情況也十分常見。然而，一次性使用醫用口罩與醫用外科口罩并非設計用于保護佩戴者減少環境中氣溶膠顆粒物的吸入，相應標準對產品的密合性沒有要求。氣體的流動總是選擇阻力最低的方向，佩戴與面部不密合的口罩，攜帶顆粒物的氣流將傾向于通過阻力更低的口罩邊緣縫隙進入佩戴者的呼吸區，而不會主動穿透阻力更高的濾棉而被過濾。另外，醫用外科口罩產品標準所規定的PFE與自吸過濾式防顆粒物呼吸器標準所規定的過濾效率在測試方法上也有較大差異，據相關研究，對標注PFE＞95%的醫用外科口罩按照美國國家職業安全衛生研究所（National Institute of Occupational Safety and Health，NIOSH）對N95防顆粒物口罩的測試方法進行測試，過濾效率差異較大（53.6%～96.04%）。

在集約化養殖、無害化處理、排泄物處理等過程中，建議使用符合GB 2626-2019標準的防顆粒物口罩或呼吸器的過濾元件對工作場所的顆粒物進行防護，在一些可能產生高濃度顆粒物的工作如喂食、牲畜及飼料的裝卸運輸、圈舍清潔時，可考慮選用指定防護因數更高，以及同時提供眼面部防護的呼吸器，如可更換式全面罩等。

3.2 人畜共患病的呼吸防護

從預防人畜共患病的角度，對于上述生產環境，同樣建議使用符合GB 2626-2019標準的防顆粒物口罩或呼吸器的過濾元件作為基礎的呼吸防護，而對于獸醫及其他從事動物檢疫、對疑似或確診病畜的解剖、采樣、實驗等高風險工作人群，應將防顆粒物口罩納入標準預防措施，并根據風險考慮選擇指定防護因數更高的呼吸器，對可能產生血液、體液或分泌物噴濺的操作，需要使用對于帶壓含菌液體的抗滲透性能經過驗證的呼吸器，如符合標準GB 19083-2010的醫用防護口罩，或選擇能夠對液體噴濺提供物理阻隔的呼吸防護用品，如可更換式全面罩搭配特定的過濾元件，或附加具有阻隔功能的輔助防護用品，如防護面屏等。

3.3 有毒氣體和蒸氣的呼吸防護

防毒面具在規模化畜牧業生產中有廣泛的應用，但仍然存在一些較為普遍的問題和誤區。

（1）錯誤選擇或隨意挑選過濾元件型號。過濾元件內的活性炭對可吸附的氣體和蒸氣種類有較高的選擇性，同一型號的過濾元件對各種化學物質的過濾效果均不相同，一些化學物質無法被活性炭有效吸附，或解吸附速率過快，導致過濾元件使用壽命過短，選擇不適用的過濾元件可能導致過濾效果不佳或甚至沒有過濾效果。

（2）以異味是否能夠接受作為佩戴防毒面具的主要依據。異味是空氣中存在污染物的充分非必要條件，CO沒有任何氣味，當H2S麻痹嗅覺神經后也將聞不到氣味。使用者應逐漸轉變思維，走出“因為有異味，所以佩戴防毒面具”的邏輯誤區。

（3）盲目估計過濾元件的使用壽命。過濾元件的使用壽命受到多種因素的影響，如污染物種類、污染物濃度、環境溫濕度、勞動強度等。同一型號的過濾元件在不同使用條件下壽命差異可能極大。

因此，建議首先對生產場所有毒氣體與蒸氣的種類與濃度進行定性識別和定量評估，應合理選取評估范圍，涵蓋有代表性、風險較高的季節、時間、工種和工作強度。對需要進行呼吸防護的工作，選擇符合標準GB 2890-2009《呼吸防護自吸過濾式防毒面具》（至本文截稿，修訂標準GB 2890-202X正在公開征求意見）的防毒面具，根據防毒面具制造商的建議選擇正確的過濾元件型號，并根據定量評估數據制定合理的更換周期。

3.4 有限空間

在進行呼吸防護用品的選擇前，應先全面識別潛在的有限空間及其中可能存在的污染物種類，并配備相對應的氣體檢測報警儀器，檢測氣體種類一般建議包括氧氣、可燃氣體、硫化氫和一氧化碳。在嚴格遵守“先通風，再檢測，后作業”的原則下，可以選擇配備了合適的過濾元件的過濾式呼吸器或隔絕式呼吸器進行呼吸防護。但需注意，標準GB/T 18664-2002指出了立即威脅生命和健康（Immediately Dangerous to Life and Health，IDLH）環境的范圍，如有害環境性質未知、缺氧或無法確定是否缺氧、污染物濃度未知或超過IDLH濃度等，在IDLH環境中應選擇（1）配全面罩的正壓式攜氣式呼吸器；（2）配備適合的輔助逃生呼吸防護用品的前提下，配全面罩或送氣頭罩的正壓式供氣式呼吸器。

4 國外畜牧行業呼吸防護現狀

在國外，一些政府機構為畜牧業從業者的個人防護提供了指導建議。例如，美國職業安全健康管理局（Occupational Safety and Health Administration，OSHA）針對禽流感的職業防護指導中指出，經NIOSH認證的防顆粒物口罩應作為呼吸防護的最低要求。美國疾病預防與控制中心（Center of Disease Control，CDC）針對畜牧業預防甲型流感病毒的臨時導則中指出，從業者在可能接觸受感染的牲畜時應使用多種個人防護用品以降低受到感染和向外傳播的可能性，其中經NIOSH認證的呼吸器是唯一被認可的，在存在呼吸危害的環境中可有效保護使用者的呼吸防護用品。

一些研究學者調查發現，畜牧業從業者使用個人防護用品，尤其是呼吸防護用品的比例非常低。Rabinowitz等調查顯示，羅馬尼亞生豬養殖場員工僅有8.3%在清潔豬舍時會佩戴口罩。Costa等調查顯示，巴西67%的生豬養殖場員工在日常工作中會使用個人防護用品，但僅有2.8%的員工使用呼吸防護用品。Odo等對美國明尼蘇達州、威斯康星州和泰國畜牧業的調查發現，員工使用呼吸防護用品的比例也非常低。另一方面，Carpenter等對美國中西部農場調查顯示，70%以上的員工在焊接維修作業中會使用防顆粒物呼吸器，然而在圈舍內作業和調配殺蟲劑時使用個人防護用品的情況卻很罕見。Schenker等對美國加州農場調查顯示，93%的員工在使用殺蟲劑時會佩戴個人防護用品，但僅有24.4%的員工會在粉塵暴露的工作中佩戴各類口罩超過一半的時間。Rabinowitz等對美國中西部農場調查發現，小型農場（＜500頭豬）有40%的員工使用一次性口罩，3%的員工使用防顆粒物口罩，大型農場（＞500頭豬）有25%的員工使用一次性口罩，15%的員工使用防顆粒物口罩。Wright等指出，在醫療行業，醫務人員在近距離接觸疑似受禽流感或流感病毒感染的患者時，以及進行產生氣溶膠的操作時應佩戴防顆粒物口罩，而在畜牧行業，獸醫在接觸疑似受感染的動物時應采取類似的預防措施。

一些研究學者對防顆粒物呼吸器在畜牧業生產環境中的防護效果和水平進行了研究。Doseman等將志愿者分為兩組在同等條件下在豬舍環境中進行運動，一組佩戴防顆粒物口罩，一組不佩戴任何口罩，分別測試實驗前后志愿者的肺功能水平、白細胞數、鼻腔灌洗液細胞數及促炎性細胞因子水平，結果表明防顆粒物口罩起到了顯著的作用。而Sundblad等的研究結果顯示佩戴防顆粒物呼吸器可顯著降低呼吸道炎癥反應，但對于氣道反應性的增加與不佩戴呼吸器相比沒有顯著差異。Lee等對農牧業中的工作場所防護因數（Workplace protection factor，WPF）的研究顯示，超過50%的WPF測試結果低于防顆粒物口罩的APF-10，在此環境中使用防顆粒物口罩來進行呼吸防護可能還不夠。

5 畜牧業職業健康發展建議

對于企業管理者，職業人群的健康問題不單單關乎員工福祉，也與企業的職業安全健康合規性、生產效益密切相關，隨著我國畜牧業逐漸向規模化、工業化發展，這一問題將日益凸顯。規模化畜牧企業應逐漸走出“家庭養殖戶”式的傳統理念，利用工業化的方法進行風險管理，在這方面，傳統工業行業有豐富的職業健康管理經驗可以借鑒。盡管目前有許多通過工程控制措施降低畜牧業生產環境風險的研究，但在管理措施、個體防護措施方面的研究與討論仍然十分有限，任何措施都有其特點和局限性，在實際生產管理中“多管齊下”才能切實有效控制風險。企業應建立職業健康管理機構和制度，開展職業衛生評價，定量評估職業危害因素的危害水平，并采取相適應的工程控制、管理和個體防護措施，定期評估風險控制措施的完善水平并根據內外條件的變化不斷持續改進。并且，企業應向從業者進行職業危害溝通，確保員工掌握基本的職業健康知識，擁有必要的個人防護意識。對可能直接接觸職業危害的人群，應配備相適應的個人防護用品并定期進行使用培訓，以確保其掌握相關產品的工作原理及正確的使用、摘戴或穿脫方法。

對于研究人員，探究畜牧業生產環境中職業危害因素的構成及其可能造成的不良健康效應、不同工種的危害水平、顆粒物的粒徑分布與組成、季節氣候等外界環境條件對危害水平的影響，以及各類風險管理措施對控制職業健康危害的有效性等等，均能對畜牧業的職業健康發展起到非常積極的作用。

我國NY/T 388-1999《畜禽場環境質量標準》及NY/T 1167-2006《畜禽場環境質量及衛生控制規范》規定了相關生產環境中危害因素的職業衛生控制水平，但畜牧業環境中的危害因素成分復雜且差異大，以顆粒物為例，從職業健康角度制定一個統一的、科學的、普適的職業接觸限值是非常困難的，因此建議遵循ALARA（As Low As Reasonably Achievable）原則，充分建立包括工程控制、管理措施及個體防護等多重手段控制職業健康風險。