施工过程中水泥对人体皮肤危害的研究

张荆连长江师范学院土木建筑工程学院（408000）

0 前言

作为当今世界最重要的胶凝材料之一，水泥被广泛应用在建筑施工过程中，同时水泥还与人体健康息息相关。如水泥生产过程中会产生大量粉尘，如果长时间处于这种环境中，将会伤害人体呼吸道和肺功能，引发矽肺等职业病，严重者将导致癌症的发生。

目前，对于水泥生产环节的环境和人体健康的保护已引起了相当的重视，国家和地方政府出台了多部法律和法规，使得水泥在生产过程中对人体的危害显著降低。然而，在水泥施工过程中，尤其是在室内装修等需要长时间接触水泥时，水泥中的有害物质同样会导致建筑工人皮肤病变甚至引发癌变。

国内有关水泥对健康的影响研究相对滞后，这一问题并未能引起社会的广泛关注和重视。文章通过分析水泥中的有害物质成分，研究施工过程中水泥对人体皮肤的危害机理，有针对性地提出了预防和治疗办法，对施工过程中水泥职业病的防治具有一定指导意义。

1 水泥的概念、分类及化学和矿物组成

1.1 概念

水泥是一种以水化活性矿物为主要原料的水硬性无机胶凝材料。水泥与水混合后可以形成水泥浆体，能够在空气和水中硬化，是一种很好地把砂、石黏结在一起的胶凝材料[1]。水泥具有凝结硬化快、早期强度和晚期强度均高、水化热高、抗冻型好、抗碳化性好等特性[2]，是当今社会建筑工程中不可或缺的优质胶凝材料，广泛地应用于建筑施工中。

1.2 分类

水泥按特性可分为快硬水泥、抗腐蚀水泥、低热水泥和膨胀水泥；按主要矿物可分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥、磷酸盐水泥；按用途可分为通用硅酸盐水泥、专用水泥和特性水泥。其中，通用硅酸盐水泥使用最普遍，用量最多，在工程建设中占最重要的地位[3]。

1.3 通用硅酸盐水泥的化学和矿物组成

硅酸盐水泥主要成分是硅酸盐水泥熟料、适量的石膏和一些混合材料，分为P.I和P.II两级。

普通硅酸盐水泥是由硅酸盐水泥熟料、大于5%且小于或等于20%的粒化高炉矿渣、火山灰质混合材料和粉煤灰、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。 代号 P·O[4]。

水泥熟料主要成分为钙质原料（如石灰石）、硅质原料（如砂岩、硅石）、铝质原料（如粉煤灰、铝矾土）及铁质原料（如铁矿石、硫酸渣、铜渣）。

化学组成：氧化钙CaO，二氧化硅SiO2，氧化镁MgO，三氧化二铁 Fe2O3，三氧化二铝 Al2O3，硅酸三钙（3CaO·SiO2，简式 C3S），硅酸二钙（2CaO·SiO2，简式 C2S），铝酸三钙（3CaO·Al2O3，简式 C3A），铁铝酸四钙（4CaO·Al2O3·Fe2O3，简式 C4AF）[5]。

此外，通用硅酸盐水泥中还含有镍、铬、钴等杂质元素[6]。

2 水泥在施工过程中对人体皮肤的危害原因

2.1 水泥灼伤

水泥的主要成分是硅酸盐，也含有氧化钙，其中氧化钙主要以硅酸三钙（3CaO·SiO2）（含量为37%～60%）和硅酸二钙（2CaO·SiO2）（含量为 15%～37%）的形式存在[7]。硅酸三钙和硅酸二钙本身没有强碱性，但经过水化后生成的产物氢氧化钙具有强碱性，其水化方程式分别为：

当水泥与水混合后形成水泥浆体，皮肤与之直接接触，可以引起化学性灼伤。表现为局部的红肿，有烧伤感，甚至起疱，继发感染[8]，如图1所示。

水泥灼伤皮肤是因为：

生产、包装、运输、贮藏、使用过程中不加以任何防护措施，用力过猛，以至于水泥四溅，沾染眼、鼻、口腔及手等部位；

在水泥施工或混凝土浇筑过程中，水泥浆体溅入眼鼻或者沾染皮肤[9]；

人体皮肤多次直接接触水泥，导致氢氧化钙不断地腐蚀人体皮肤，侵蚀人体皮肤组织，从而导致蛋白质变性而对人体皮肤造成灼伤[10]。

图1 水泥对皮肤造成的灼伤

事实上，水泥灼伤是一种积累性伤害，往往是在建筑工人循环性使用水泥过程中发生的。换言之，当建筑工人皮肤沾上水泥浆体后，短期内不会产生灼烧感，但随着时间的增长，频繁接触水泥的部位将会产生剧烈的灼烧感，疼痛时间一般很长。如果仅仅经过普通的化学物质灼伤治疗，灼烧处会留下很明显的疤痕，且不易除去。

2.2 水泥皮炎

水泥皮炎主要是由于水泥磨蚀作用和水泥本身具有吸湿性而对皮肤产生的刺激，并引发皮炎，如图2所示。

图2 水泥皮炎

水泥皮炎主要症状表现为：频繁接触水泥的部位出现水泡，并且体积较大的水泡内部包裹体积较小的水泡，奇痒无比；皮肤皲裂，致使整双手奇痒、溃烂，导致建筑工人不能正常工作与生活。

水泥中的某些金属元素可能是某些人的过敏源。如在1954年和1957年的研究中，造成美国某些建筑工人水泥皮炎最重要的因素是：水泥中的铬元素是过敏源，大多数建筑工人对铬元素过敏。

在芬兰，水泥原料不仅含有铬元素，而且含有镍元素和钴元素，这些金属会使一些建筑工人产生皮肤过敏反应。后来，Geiser在瑞士研究了近千名水泥过敏的建筑工人，最终得出结论：铬元素和钴元素是引起建筑工人水泥过敏的最重要因素。除此之外，Huriez等人对法国、比利时等国家的2000例水泥皮炎患者进行研究，结果是：对铬的斑试有76%呈阳性反应。

2.3 水泥湿疹

硅酸盐水泥中存在微量的水溶性铬酸盐，这一部分微量的水溶性铬酸盐会引起接触水泥浆体的部位出现严重湿疹。常见湿疹有刺激性湿疹和过敏性湿疹两种类型[11]。就症状而言，这两种类型湿疹基本一致，但就病情发展和伤口愈合的可能性而言，这两种类型湿疹却是截然不同的。

刺激性湿疹是皮肤因受某种物质的刺激而引起的。一般是由于过多地接触碱性物质，其症状持续时间长短不一。如果长时间不接触这些刺激的物质，那么这种湿疹恢复得较快，并且通常情况下不会在皮肤上留下影响。这种类型的湿疹很显然不符合建筑工人患病的基本特征。

过敏性湿疹是发生在曾经出现过敏现象的人身上，他们通常对某种过敏源产生异常敏感性。如果一个人对某种过敏源出现过敏现象，一般地讲，这种过敏症状可能会伴随一生。换而言之，如果不接触过敏源，则皮肤不会出现过敏症状，但是一旦过敏源与皮肤再接触时，这种湿疹就会马上复发。

综合两种湿疹的症状和水泥对人体皮肤危害的现象分析，可定义一个新名词去解释水泥对人体皮肤的危害，即水泥湿疹。水泥湿疹是一种由水泥浆体的磨蚀作用引起的刺激性湿疹和通过水泥中的水溶性铬酸盐而引起的过敏性湿疹结合在一起的综合病症。水泥湿疹的主要表现为发红、脱皮、流脓和皮肤溃烂。如图3所示。

在国外，水溶性铬酸盐被首次证明存在于水泥浆体中，同时也揭示了铬过敏和水泥湿疹之间的关系。有实验证明，患有水泥湿疹的建筑工人当中有93.75%的建筑工人是对铬元素过敏的。在此之后，相关研究表明，在许多国家，水泥过敏是造成建筑工人职业性皮肤病的最主要原因[12]。

图3 水泥湿疹

3 水泥皮肤病变的防治

有资料显示，欧洲水泥和亚洲水泥在用料和配比上是基本一致的。因此，我们国家可以借鉴国外相关研究对水泥皮肤病变进行防治。可以采取以下办法：

3.1 从生产工艺上杜绝水泥皮肤病

铬元素引起的皮肤病的问题与水泥制品的生产、加工及硬化前的使用有关。水泥粉尘中的铬酸盐与人体身上的汗水相溶就会在人体接触水泥的部位形成水泥浆体，产生水泥湿疹。但是一旦水泥黏结硬化，就不会产生过敏反应。也就是说，如果可以有效地去除水泥中的六价铬离子或者适当降低水泥中六价铬离子的含量，建筑工人水泥皮肤病的问题就迎刃而解了。国外有实例证明，将水泥中水溶性的六价铬离子降低它的化合价，使其转化成对低价态铬，并且该低价态铬对人体无伤害。

S·Fregert博士和他的同事在瑞典进行一系列实验室的研究，他用硫酸亚铁将水泥浆体中六价铬离子还原成三价铬离子，其化学反应为：

Cr6++3Fe2+=Cr3++3Fe3+

Freger博士和他的团队用大量的实验证明了六价铬离子被硫酸亚铁盐还原成三价铬离子的这一正确结果，并得出结论：在水泥中添加硫酸亚铁不仅可以还原全部的铬酸盐，而且三价铬对混凝土没有技术上的副作用。他还研究过其他还原铬酸盐的方法，但是最好的方法就是在水泥与其他集料搅拌时加入硫酸亚铁盐。后来，丹麦水泥公司和瑞典水泥公司，将固体硫酸亚铁加入水泥磨内粉磨，进行工业试验。结果非常出乎他们的预料，一些硫酸亚铁经历了水泥磨内及磨后的输送系统在高温、高湿环境后保存下来，而且依然能还原水溶性铬酸盐。所以这一项技术由AolborgPortland厂和Cementa厂申请到专利，其他欧洲水泥公司也获准采用。

水泥制造厂商在实际生产中证明：如果选用煤煅烧的熟料进行生产，那么水溶性六价铬含量较少；如果使用重油和天然气煅烧熟料，不仅造价高而且水溶性六价铬含量相对较高。所以合理改进生产配方也是从源头降低水泥中铬元素含量的一个可行的办法[13]。

3.2 在施工阶段防范皮肤病

在施工过程中，建筑工人务必要穿上可以防止水泥浆侵入的工作服，带上手套，穿好靴子，并且不得裸露身体作业。如果一旦不小心接触到水泥浆，应该及时用清水冲洗。若发生水泥灼伤，除及时清洁创面外，还须按一般灼伤进行药物处理。若发生感染，应结合抗生素治疗。

在水泥施工过程中，大多数建筑工人反映，戴上普通塑胶手套工作将会影响到他们的正常施工，这也就告诉我们应该生产一些贴合度较高的建筑专用手套。如可以在贴合度较高的医用手套上做进一步的改良。建筑工人反映，医用手套贴合度的确很高，但毕竟不是建筑工人专用，所以在很多方面存在不足。如医用手套通常情况下很短，只能遮住手腕，不能遮住手臂；医用手套过于单薄，耐久性不好，差不多每天就要换一两双，从而造成额外的开支；医用手套是塑料制成的，透气性不好，所以对于一个本来就患有水泥皮肤病的建筑工人若再带上不透气的手套工作还会造成另一种伤害。

综上所述，我们可以结合普通塑胶长手套（如图4所示）适中的厚度和长度、医用手套（如图5所示）较好的贴合度和普通线织透气手套（如图6所示）良好的透气性的优势生产出符合建筑工人施工用的专用手套。

图4 普通塑胶长手套

图5 医用手套

图6 普通线织手套

3.3 水泥皮肤病的治疗

水泥皮肤病是一种在建筑工人中是比较常见的由于长期接触水泥所致的一种局部皮肤炎性病变。对于这种顽固性皮肤病仅服用一般的抗过敏西药治疗效果不明显，或者仅靠服用西药不能从根本上解决水泥皮肤病，所以水泥皮肤病会反复发作，严重影响了建筑工人的正常生活。

如果在服用西药的同时配合外敷中药，疗效会显著提高。其原因是：

3.3.1 西药能快速缓解皮肤症状

一般抗过敏西药可以从体内阻断变态反应性炎变的发展。如抗组织胺药物，这是最常见的抗过敏药物。传统的抗组织胺药物有赛庚啶等。虽然对于治疗过敏有很大的帮助，但它也存在不足之处。如服用后会产生困倦、嗜睡，全身乏力，精神不集中等副作用，因此这种药物不太适合正在工作的建筑工人。新型抗组织胺药克服了一些传统抗组织胺药的弊病，其主要作用是抑制中枢神经系统，如皿治林等。这种新型抗组织胺药物通常用于治疗过敏性鼻炎、过敏性皮肤病等，治疗效果较好，能够在短时间内阻止病情的进一步发展[14]，但是不能从病源处杜绝水泥皮肤病的发生。

3.3.2 中西药结合效果更好

我国中药中的黄柏、黄连、大黄等，有清热、杀菌、消肿和收敛的功效；地肤子、蛇床子、川芎、艾叶等，有明显止痒作用。诸味中药配合外敷，治疗效果明显[15]。同时中药在很多疾病领域都能够达到根除病源的最佳疗效，因此：从本土中药方剂中研制出解决水泥皮肤病的药物是一个切实可行的办法。

3.4 加大标准的宣贯培训力度

国家标准委于 2015年 9月 11日发布、2016年 10月 1日实施强制性标准GB31893—2015《水泥中水溶性铬（Ⅵ）的限量及测定方法》，不仅给了水泥生产企业一个过渡的阶段，也给了充分的学习时间，企业一定要认真研读，熟练掌握标准，依照标准要求生产水泥。政府部门可以组织相关讲座或者用其他宣传形式向建筑工人普及水泥在施工过程中给人体皮肤的危害，并且提出一些可行性解决办法。

4 结论

防止水泥对人体皮肤产生危害，可以从以下三点着手解决：首先，从水泥生产的源头解决，严格控制水泥中有害成分的产生；其次，结合中西药的药效和用途生产出防治和治疗水泥皮肤病的药品；最后，从经济适用的角度考虑，生产出物美价廉的建筑工人专用手套。