消防員火災職業暴露分析及對策研究

杜進芳　張馳　劉喜　洪詩藝

摘要：隨著現代建筑材料的復雜化和火災頻發，消防員職業暴露健康風險日益加劇，對其身體健康造成短期或長期的威脅。通過對消防員火災職業暴露現狀、火場典型有毒有害物質進行分析，提出我國消防員職業暴露防護對策，以期為消防員職業安全與健康提供基礎保障，為消防員職業化可持續發展提供技術支持。

關鍵詞：火災；有毒有害物質；職業暴露；癌癥

中圖分類號：R135? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ?文章編號：2096-1227（2022）11-0139-03

隨著消防隊伍改革轉隸，我國消防事業進入職業化發展階段。消防員作為各類火災、危險事故救援的主力軍、排頭兵，長期處于火災、泄露、地震、坍塌等災害現場進行救援作業，因此長期暴露于大量有毒有害物質環境中，進而增加了消防員職業安全與健康風險。為強化消防員的職業安全與健康風險意識，保障消防員自身生命安全與權益，實現消防職業長期可持續發展，有必要開展消防員職業暴露分析及對策研究。

1 消防員火災職業暴露現狀

火場中，無論偵查、搜救、清理等內部作業，還是軟管敷設、破拆、通風等外部作業，消防員都完全暴露于大量有毒有害物質環境中。隨著現代建筑材料的復雜和火災頻發，火災燃燒產物對消防員的人體毒害作用和富積作用增強，消防員身體健康風險也隨之增加。這種風險有的是立竿見影的、有的則是常年積累的，不同程度潛伏于人體內威脅消防員生命健康。消防員（職業暴露）被世界衛生組織國際癌癥研究機構列入2B類致癌物清單中，消防員職業暴露值得重視。

火災有毒有害物質對消防員影響的程度主要取決于火災現場情況（火災場景）、火災相關材料（燃料）、在火災期間以及火災后釋放的特定毒物、火災殘留物的污染、火災的類型/頻率和持續時間、滅火救援戰術、滅火劑的使用、個人防護裝備的使用、洗消防護設施及方案、污染現場到洗消防護設施的時間等諸多因素。現代家具中使用的塑料、聚氨酯泡沫、樹脂和膠水等燃燒是火災產生的燃燒產物毒性較高水平的原因。火災產生有毒、刺激性致癌化學物質的混合物以氣溶膠、灰塵、纖維、煙霧、氣體和蒸汽等微粒的形式釋放，其具體組成因燃燒特定材料和火災條件而異。其中一些火災排放物（如一氧化碳、氰化氫和酸性氣體）為急性毒物，僅在一次或短時間暴露后就會即刻對健康產生不利影響，如窒息等。而大多數火災影響（如揮發性有機化合物VOCs或多環芳香烴PAHs等）為慢性毒性，長期重復暴露少量慢性毒物對健康的不利影響雖然緩慢但更長久且復雜，如癌癥、心血管疾病和神經系統疾病等。苯和多環芳烴等致癌物、環氧乙烷和甲酰胺等致畸物、甲醛和異氰酸酯等感光劑（致敏型超敏反應的物質）、鹵化氫和氮氧化物等刺激物（在體內引起炎癥反應的物質），不同化學物質單獨組合并不是特別有害，但卻會產生新的健康風險。慢性毒物的影響可能是積累，并可能在任何癥狀出現前潛伏很長時間，甚至是可測量的。

消防員可能通過以下途徑接觸有害污染物：第一，呼吸吸入。火災中釋放的許多氣體、蒸汽、霧、灰塵和纖維等都可以通過肺部吸入體內，污染物吸入量與空氣的吸入呼出量直接相關。隨著體力消耗，空氣吸入呼出量也在增加，在極限壓力下，消防員肺活量可達正常的7～14倍[1-2]。第二，皮膚吸收。消防員的皮膚會與有毒有害物質直接接觸，如被污染的手或手套直接觸摸皮膚、皮膚暴露在煙霧環境中等。通過皮膚吸收有毒有害物質的程度會因暴露時間、物質數量和類型、作業位置以及皮膚表面積的不同而不同，在高溫條件下，消防員的血流量、出汗率和體溫都隨之增加，身體含水量減少，這導致皮膚對火災污染物的吸收增加。第三，消化攝入。用被污染的手進食或飲水就存在攝入污染物的風險。此外，當易燃氣體或微粒進入上呼吸道時可以通過黏液或唾液攜帶進入消化系統被人體吸收。

2 火場典型有毒有害物質分析

針對火災產生的有毒有害物質的研究國外相對較多，雖然燃燒產物的影響因素比較多，產物十分復雜，但有一些相對普遍存在的燃燒產物，現對這些火場典型有毒有害物質的毒性及健康風險進行分析。

2.1? 揮發性有機化合物/半揮發性有機化合物（VOCs/SVOCs）

VOCs/SVOCs的復雜混合物是在大多數火災燃燒中產生的不完全燃燒產物，包括但不限于苯、苯乙烯、苯酚等物質，已有研究發現這些物質會對人體健康和環境造成嚴重損害。苯具有特殊的毒理學意義，因為它是致癌多環芳烴 （PAHs） 的前體，并且本身就是一種已知的致癌物質，在環境中具有持久性，并且能夠在脂肪組織中進行生物積累[3]。苯在人體內的潛伏期長達12～15年之久，主要以呼吸道吸入（47%～80%）、腸胃及皮膚吸收的方式進入人體內，而尿液排出僅一部分，長期吸入會侵害人體神經系統，急性中毒會產生神經痙攣甚至昏迷、死亡，慢性中毒會引起神經衰弱綜合征[4]。此外，苯乙烯對眼和上呼吸道黏膜有刺激和麻醉作用，長期暴露會導致神經衰弱綜合癥，有頭痛、乏力、惡心、食欲減退、腹脹、憂郁、健忘、指顫等癥狀；對呼吸道有刺激作用，長期接觸有時引起阻塞性肺部病變，皮膚粗糙、皸裂和增厚。苯酚對皮膚、黏膜有強烈的腐蝕作用，可抑制中樞神經或損害肝、腎功能，可致皮炎。

2.2? PAHs

PAHs是具有兩個或多個稠合苯環的芳香烴，這些芳香烴多為致癌物和環境污染物。PAHs的分子大小對其在氣相和凝聚相之間的分布具有強相關性，且與其毒性直接相關。隨著分子尺寸的增加PAHs吸附到有機碳上（如煙灰顆粒）的概率增加，因此，萘、菲等較小的PAHs（少于四個稠環）主要存在于氣相中，苯并（a）芘（BaP）等較大的PAHs（超過四個稠環）主要以顆粒形式存在于大氣中[5]。BaP已被確定為一類毒性最強的PAHs，而最近的研究已經確定7，12-二甲基苯并（a）蒽（DMBA）的毒性是BaP的兩倍。在從消防員工作環境中收集的沉積物中這兩種化合物均被發現[6]。

2.3? 顆粒物

顆粒物由較小的固體或液體顆粒混合物組成，其毒性作用取決于它們的大小以及它們能夠穿透呼吸道的深度。較大的顆粒往往會被困在上呼吸道，最終通過腸道排出。較小的顆粒（小于1μm）可能會滲入肺間質導致間質和管腔水腫，也可能穿過氣血屏障進入血流引發聚合物煙熱和血小板黏性增加，進而導致心臟病發作或水腫（肺積水）并最終死亡。此外，許多有毒物質并非直接被人體獲取，而是被吸收到碳質顆粒上并深入肺部，這也會加劇顆粒物的毒性[3]。

2.4? 異氰酸酯

異氰酸酯通常在燃燒含氮燃料的火災廢氣中被發現，是一類眼部和呼吸道致敏物，可引發哮喘，甚至直接接觸后死亡。異氰酸酯由于多功能性和應用范圍廣泛，在整個建筑領域中可以發現大量含有異氰酸酯的產品。其被廣泛用于生產聚氨酯產品，制造軟家具和建筑絕緣材料中的泡沫、具有彈性的彈性體以及液體或噴霧劑油漆等。目前應用最廣、產量最大的兩個主要產品（市場份額約為90%）為甲苯二異氰酸酯（TDI）和二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI），其有強烈刺鼻味氣味，對皮膚、眼睛有強烈刺激作用，吸入及皮膚接觸可能致敏，并可引起濕疹與支氣管哮喘。

2.5? 鹵代二噁英

二噁英系一類劇毒物質，包括75種多氯代二苯并-對-二噁英（PCDDs）和135種多氯代二苯并呋喃 （PCDFs），化學穩定性和熱穩定性好，容易吸附在顆粒物表面，具有致畸、致癌、致突變的性質，其毒性相當于氰化物的130倍、砒霜的900倍，在人體內生物半衰期長達5～10年。在較低火災溫度下有利于PCDD/Fs的形成，2017年格倫費爾大廈火災后在土壤中發現了PCDD/Fs[7]。

2.6? 鹵系阻燃劑（HFR）

HFR通過釋放溴化氫或氯化氫，干擾氣相自由基反應而減少熱量釋放，可有效抑制點火，被大量應用于防火產品與滅火救援領域。但通常火災會產生更多氰化氫、一氧化碳、煙霧和其他不完全燃燒產物等，而由此產生的鹵酸是高度腐蝕性的刺激物。許多阻燃劑在分解之前是有毒的，英國的阻燃沙發可能含有超過1kg的磷酸三（1-氯-2-丙基）磷酸酯 （TCPP） 有毒物[8]。國際上已經意識到這一點，在不斷地研究如無鹵阻燃劑、磷系阻燃劑等來代替鹵系阻燃劑。

2.7? 合成玻璃纖維（SVF）

SVF通常用于建筑產品，例如聚氨酯、酚醛或聚異氰脲酸酯泡沫等絕緣材料。研究表明，SVF通過皮膚暴露和吸入進入人體，是火災后對人體健康危害最大的污染物之一。與其他顆粒物一樣，空氣中SVF會在火災中釋放并懸浮于空氣中（如灰塵或灰燼），然后可被吸入并沉積在肺部。已發現石棉沉滯癥（間質纖維化）、間皮瘤和肺癌的最小臨界纖維長度分別為2μm、5μm 和15μm。對于石棉沉滯癥和肺癌，纖維直徑大于0.15μm的致病風險更高，可能是因為較細的纖維可以更容易地通過淋巴系統清除。而對于間皮瘤，纖維直徑小于0.1μm的纖維更具有致病性[8-9]。

越來越多的數據表明，消防員比普通群眾患癌癥和其他疾病的風險更高，這種風險的增加可能與消防員職業中接觸火場毒害物質有關。國外對有毒有害物質的危害與影響已有一定研究成果。

美國對近3萬名消防員與普通人群的死亡率進行跟蹤調研，結果表示，與美國普通人相比，消防員因間皮瘤、非霍奇金淋巴瘤（NHL）和食道癌、腸癌、直腸癌、肺癌和腎癌等疾病導致的死亡率均略有升高。對于因肺癌、白血病和慢性阻塞性肺病（COPD）導致的死亡，觀察到正暴露-反應關系。研究發現，滅火消防員相較于普通人群而言，患肺癌和白血病的風險高9%，相關死亡率高14%。加拿大的人口普查數據與加拿大癌癥登記處的數據對比研究顯示，在4535名消防員中，患有霍奇金氏淋巴瘤（危害比為2.89）、黑色素瘤（危害比為1.67）和前列腺癌（危害比為1.18）的風險更高[10]。丹麥對9061名消防員進行長期隨訪，發現消防員皮膚黑色素瘤、前列腺癌和睪丸癌的患病風險比普通人群略有增加（標準化發病率比為1.02）[11]，此外，比其他工人患心絞痛、急性心肌梗塞和缺血性心臟病的風險更高。韓國消防員患心絞痛和急性心肌梗塞的風險也更高。對于澳大利亞而言，缺血性心臟病死亡率與志愿消防員的救援火災數量和暴露類型有關，由于不合理佩戴呼吸防護裝備導致參與森林火災救援較多的消防員缺血性心臟病死亡率更高。

筆者從火場有毒有害物質的認知以及防護角度出發，對我國521名消防員進行問卷調查。結果顯示，超過60%的消防員認為煙霧主要的危害部位是眼睛、呼吸道、內臟，其中呼吸道危害顯著。此外，有消防員提出，火災救援歸隊后會有耳鼻不適感且有明顯皮膚質量下降的現象。這表明煙霧確實已經開始對消防員的正常生活造成一定程度影響，然而，對火場毒害物質的個人防護意識卻十分薄弱。消防員無法正確判斷佩戴穿著個人防護設備的時機，存在僅進入火災或肉眼看到煙霧才會穿戴的現象。不僅如此，有消防員歸隊時在車內進行濕巾擦拭，將潛在污染危害留在車內，造成潛在風險，更甚至有部分消防員不做任何清洗工作，將污染物質帶回消防站，這不僅增加了消防員個人的毒害物質暴露風險，也增加了交叉感染風險。

3 我國消防員火災職業暴露的防護對策

結合我國消防救援實際情況，針對火場產生的有毒有害物質特性和消防員職業暴露特征，提出以下幾點建議，以期為我國消防員的職業安全與健康提供保障。

3.1? 引入相關法規條文

從煙霧毒性出發，對個人防護用品去污、保養、存儲、清潔、維修和更換，個人防護裝備衣物指南，消防站及消防車清潔設施規程以及消防員相關培訓文件等進行規范，為消防員職業暴露防護提供法律保障。

3.2? 檢測污染物水平

通過測量不同作業場所、位置、火情等對消防員個人健康有害的污染物水平，得到大量的有毒有害物質污染水平數據，尋找其影響因素及變化規律，為提出針對性防治與預防措施提供指導性意見。

3.3? 定期清潔個人防護裝備

研究表明，消防員在參與救援任務結束后若有洗清自身消防服裝者，則其體內血清中的多溴聯苯醚的濃度較未清洗者低[12]。建議消防員救援結束后及時擦拭皮膚并進行淋浴，其個人防護裝備應定期清洗消毒，避免與個人用品的交叉感染。此外，普通濕巾和洗滌劑去除有毒有害物質的效果不佳，需要使用專用配置的濕巾與洗消劑進行清潔，具體如何洗消有待進一步研究[13]。

3.4? 強化消防員個人防護意識

從管理層面，在保證性能指標的情況下，采購個人防護裝備時應優先選擇暴露能力小或帶有顆粒阻擋式的設備；從決策層面，在應用技戰術時將現場人員暴露情況考慮其中減少人體暴露，如在火災建筑的上風處建立指揮部等；在實戰層面，通過大量培訓、宣傳與演練等方式以不斷強化消防員個人防護意識。

3.5? 建立個人健康檔案

及時對消防員的每一次火場救援等暴露情況進行詳細記錄，包括但不限于個人年度健康檢查報告、救援事故及個人的暴露情況、個人防護裝備的維護/培訓/配備等信息和健康狀態等。

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Analysis of firefighters occupational

exposure and countermeasure research

Du Jinfang Zhang Chi Liu Xi Hong Shiyi

（1. Shanghai Fire Research Institute of MEM， Shanghai 200438; 2. Songjiang District Fire and Rescue Brigade of Shanghai， Shanghai 200003）

Abstract：With the complexity of modern building materials and frequent fire， firefighters occupational exposure health risks are increasingly aggravated， short-term or long-term threats to their health. Based on the analysis of fire occupational exposure status of firefighters and typical toxic and harmful substances in fire sites， the protective measures for occupational exposure of firefighters were put forward. It is hoped to provide basic guarantee for the occupational safety and health of firefighters and technical support for the sustainable development of firefighters' professionalism.

Keywords：fire; toxic or harmful substance; occupational exposure; cancer