氟化氢铵（分子式为NH₄HF₂）在常温常压下为白色或无色透明的斜方晶体，相对分子质量57.04，相对密度1.52（25 ℃），易溶于水，微溶于醇类物质，在空气中易潮解、结块，水溶液呈强酸性；熔点125.6 ℃，沸点239.5 ℃，在热水中会分解，高温下升华。氟化氢铵主要用作玻璃蚀刻剂、防腐剂、发酵工业消毒剂、硅素钢板的表面处理剂和铝型材表面处理时的腐蚀剂，以及用于液晶显示器（liquid crystal display，LCD）面板制作等。

氟化氢铵属于氟化物，毒性较高，人们通常通过检测工作场所中的氟离子含量来评估工人的接触剂量，而氟接触人群的骨密度及尿氟（urine fluoride，UF）、尿肌酐（urinary creatinine，UCr）、尿羟脯氨酸（urine hydroxyproline，HYP）、血清氟（blood fluoride，BF）、血清骨钙素（bone Osteocalcin，BGP）、血清碱性磷酸酶（alkaline phosphatase，AKP）均可作为氟接触高危人群的敏感筛选指标。随着企业生产工艺和防护条件的改善，职业性无机氟接触主要表现为低剂量长期接触的特征，本课题组前期对氟化氢铵接触工人骨密度、尿氟、血清氟进行了研究，本次调查旨在了解氟化氢铵接触工人BGP、AKP、HYP的变化情况，探讨氟化氢铵接触工人骨代谢敏感生物标志的变化水平是否与氟化氢接触人员的骨代谢生化指标变化情况类似。

1.   对象与方法

1.1   对象

本次调查于2021年12月开始。选择华东地区某氟化氢铵使用企业所有74名一线工人作为接触组；另按照年龄、性别相近的原则，随机选取邻近地区某电子厂70名工人为对照组，该组工人工作中无氟化氢铵及其他氟化物接触，且工厂生活条件、工人生活习惯、社会经济状况和接触组基本相同。接触组工人男63人，女11人；年龄18 ~ 54岁，平均（31.6 ± 5.7）岁；接触氟化氢铵工龄中位数和第25、75百分位数[M（P₂₅，P₇₅）]为1.0（1.0，2.0）年。对照组男53人，女17人；年龄22 ~ 58岁，平均（29.9 ± 6.4）岁。两组工人年龄、性别差异均无统计学意义（t_年龄 = 1.787、χ_性别² = 2.038，P > 0.05）。对照组工人不接触化学毒物。两组入选研究对象均排除糖尿病、甲状腺炎症等内分泌系统疾病患者。本课题已通过上海市化工职业病防治院医学伦理审查，所有研究对象均知情同意。

1.2   方法

1.2.1   基本情况调查

本课题组成员经统一培训后开展本次调查。调查对象的一般情况、有害因素接触史、生活方式、疾病史等，由当地医院在职业健康体检时询问并录入体检系统，本课题组成员对调查内容进行核对、校验。同时对企业开展作业现场卫生学调查。

1.2.2   现场采样

按照GBZ 159—2004《工作场所空气中有害物质监测的采样规范》 ^[1]的要求，氟化氢采样点布置在工人操作岗位呼吸带高度，采用浸渍滤膜采样，以5 L/min流量采集样品15 min，每个采样点分别在同一个工作日的上午、中午、下午3个时段采样并加权平均，得到该检测点的空气中氟化氢浓度，若低于检出限则一律取检出限值的一半值。滤膜在盐酸中溶解后，采用离子选择电极法^[2]测定氟化氢含量。

1.2.3   氟化氢外剂量的测算

按照每一名工人的工龄、工种、所在车间计算氟化氢铵（以氟化氢计）累积接触剂量，计算公式为工龄（月）×操作位当年的空气中氟化氢平均浓度。

1.2.4   工人班前生化指标值检测

用清洁聚乙烯塑料瓶收集工人班前尿样20 ~ 30 mL，低温下运输至实验室，-20 ℃保存，根据WS/T 89—2015的离子选择电极法^[3]测定尿氟（UF），UF采用加标方法进行质量控制（不使用肌酐校正）。尿羟脯氨酸（HYP）采用Thermo Multiskan FC型酶标仪酶联免疫吸附测定（enzyme linked immuno-sorbent assay，ELISA）法测定；血清骨钙素（BGP）采用电化学发光法测定。应用生化法测定血清碱性磷酸酶（AKP）。

1.2.5   统计学分析

以Excel软件建立数据库，并用SPSS 19.0软件进行统计学分析。符合正态分布的计量资料采用均数±标准差（x ± s）表示，两组间差异比较采用独立样本t检验，三组及以上组间差异采用单因素方差分析；不符合正态分布的，采用中位数和第25、75百分位数[M（P₂₅，P₇₅）]表示，其组间相关性采用Spearman秩相关分析。计数资料以率表示，组间比较采用χ²检验。P < 0.05为差异有统计学意义。

2.   结果

2.1   工人无机氟接触评估

2.1.1   现场卫生学调查结果

该氟化氢铵使用企业主要从事半导体和液晶面板光罩的生产，使用的生产工艺包括湿法蚀刻、清洗、原辅材料储存与转运。该企业工艺设备自动化程度较高，正常工艺过程均为自动运行。针对产生酸、碱、有毒废气的清洗、光阻涂布、曝光、烘烤、显影、湿法蚀刻等设备，设置有排气管道；各物料槽采取氮封，以保持物料纯度，同时设置抽风装置，连接至屋顶废气净化装置，避免了毒物逸散。作业人员主要对湿法蚀刻、曝光、最终清洗工序进行巡检。作业人员佩戴3M 6800面具+ 6002滤毒盒，可用于防酸性气体、氯气、氯化氢等。生产线工人实行4班2运转工作制，每月工作15 d、每班工作12 h；管理人员每周工作5 d、每天工作8 h，年工作时间约250 d。

2.1.2   空气中氟化氢铵含量的测定

2021年3个检测点环境空气检测结果显示，空气中氟化氢铵（以氟化氢计）浓度在 < 0.014 ~ 0.021 mg/m³之间，其中1个检测点氟化氢浓度 < 0.014 mg/m³，其他2个检测点氟化氢浓度分别为0.016、0.021 mg/m³，均低于国家职业卫生标准中规定的氟化氢浓度限值（2.0 mg/m³）^[4]。

2.1.3   工人接触氟化氢外剂量情况

氟化氢铵作业工人每月接触的氟化氢外剂量最小值为0.080 mg，最大值为1.340 mg，中位数为0.252 mg。

将氟化氢接触工人按照年龄分为≤ 30、 > 30 ~ 40、 > 40岁组，按照外剂量分为0 ~ 0.25（mg·月）、 > 0.25 ~ 0.50（mg·月）、 > 0.50（mg·月）组。不同外剂量下男性和女性工人的年龄分布差异均无统计学意义（P > 0.05）。见表 1。

表  1  不同年龄、性别氟化氢铵接触工人外剂量情况 [人数（占比/%）]

性别	年龄/岁	外剂量氟化氢值/（mg·月）
		0 ~ 0.25	> 0.25 ~ 0.50	> 0.50	趋势χ2值	P值
男	≤ 30	15（53.6）	2（7.1）	11（39.3）	5.782	0.216
	> 30 ~ 40	18（60.0）	6（20.0）	6（20.0）
	> 40	4（80.0）	1（20.0）	0（0）
女	≤ 30	5（83.3）	1（16.7）	0（0）	2.549	0.280
	> 30 ~ 40	2（40.0）	2（40.0）	1（20.0）

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2.2   不同年龄工人尿氟值检出情况

接触组工人尿氟值为（0.67 ± 0.37）mg/L，最大值为6.87 mg/L，最小值为0.16 mg/L。经Spearman秩相关检验，接触组工人氟化氢外剂量值与工人尿氟值为正相关关系（r = 0.332，P < 0.05）。

将两组研究对象分别按年龄分组，观察班前研究对象尿氟值。将不同性别、不同组别的研究对象分层，比较研究对象尿氟值在不同年龄组之间的分布情况，统计结果显示：

无论是接触组或是对照组，不同年龄段的男性工人的尿氟值差异无统计学意义（P > 0.05），不同年龄段的女性工人的尿氟值差异亦无统计学意义（P > 0.05）。提示年龄可能与工人尿氟值无关。见表 2。

表  2  不同年龄、性别和分组的氟化氢铵接触工人尿氟值比较

组别	性别	年龄/岁	人数	尿氟值/（mg/L）	F值	P值
接触组	男（n = 63）	≤ 30	28	0.57 ± 0.20	0.591	0.55
		> 30 ~ 40	32	0.80 ± 1.14
		> 40	3	0.59 ± 0.30
	女（n = 11）	≤ 30	6	0.78 ± 0.42	1.356	0.27
		> 30~40	5	0.52 ± 0.28
对照组	男（n = 53）	≤ 30	33	0.46 ± 0.17	0.834	0.44
		> 30 ~ 40	16	0.46 ± 0.18
		> 40	4	0.58 ± 0.21
	女（n = 17）	≤ 30	10	0.48 ± 0.18	0.089	0.77
		> 30~40	7	0.50 ± 0.17

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接触组男性工人尿氟值为（0.69 ± 0.83）mg/L，女性为（0.67 ± 0.37）mg/L，两组差异无统计学意义（t = 0.075，P > 0.05）；对照组中，男性尿氟值（0.47 ± 0.17）mg/L，女性（0.49 ± 0.17）mg/L，两组差异亦无统计学意义（t = 0.305，P > 0.05）。提示性别也可能与工人尿氟值无关。

在这两个前提下，进一步分析接触与否分组对工人尿氟值的影响。接触组总人群尿氟值为（0.68 ± 0.77）mg/L，对照组总人群尿氟值为（0.47 ± 0.17）mg/L，两组差异有统计学意义（t = 2.22，P = 0.028）。按照美国政府工业卫生师协会（ACGIH）标准^[5]，班前尿氟接触限值为2.0 mg/L，共有7人尿氟值超标，超标率为9.45%。

2.3   不同工龄工人尿氟值检出情况

本次氟化氢铵接触工人均为短期接触，接触工龄为1 ~ 3年。接触组不同工龄段工人尿氟值差异无统计学意义（F = 0.484，P = 0.618），见表 3。

表  3  不同工龄氟化氢铵接触工人尿氟值 （x ± s）

工龄/年	人数	尿氟值（/mg/L）
< 1	39	0.76 ± 1.15
1 ~ 2	28	0.57 ± 0.26
> 2	7	0.74 ± 0.34
合计	74	0.69 ± 0.78

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2.4   不同年龄工人血清骨钙素、血清碱性磷酸酶、尿羟脯氨酸检出情况

2.4.1   血清骨钙素

无论男性还是女性，接触组不同年龄段工人的血清骨钙素差异均无统计学意义（F = 0.914、0.054，P > 0.05），对照组不同年龄段工人的血清骨钙素差异亦均无统计学意义（F = 2.868、0.946，P > 0.05）。提示年龄可能与工人血清骨钙素值无关。

接触组男性工人血清骨钙素浓度为（15.62 ± 3.44）ng/mL，女性为（11.93 ± 3.56）ng/mL，两组差异有统计学意义（F = 10.66，P < 0.01）；对照组男性血清骨钙素浓度为（16.79 ± 4.32）ng/mL，女性为（15.64 ± 5.08）ng/mL，两组差异无统计学意义（F = 0.842，P = 0.362）。

接触组所有人群血清骨钙素均值为（15.07 ± 3.68）ng/mL，对照组所有人群血清骨钙素均值为（16.51 ± 4.51）ng/mL，两组差异有统计学意义（t = 2.10，P < 0.05）。以上结果综合提示接触氟化氢铵人员的血清骨钙素浓度低于不接触者，且可能对女性工人影响更大。见表 4。

表  4  不同年龄、性别和分组的氟化氢铵接触工人骨代谢生化指标情况 （x ± s）

组别	性别	年龄/岁	人数	血清骨钙素/（ng/mL）	血清碱性磷酸酶/（U/L）	尿羟脯氨酸/（μmol/L）
接触组	男（n = 63）	≤ 30	28	16.26 ± 3.14	79.86 ± 9.91	1 171.21 ± 99.17
		> 30 ~ 40	32	15.18 ± 3.76	78.46 ± 18.99	1 173.19 ± 105.54
		> 40	3	14.46 ± 2.35	68.01 ± 8.18	1 208.68 ± 152.27
	女（n = 11）	≤ 30	6	11.69 ± 2.67	65.50 ± 15.28	854.31 ± 141.36
		> 30 ~ 40	5	12.21 ± 4.75	70.80 ± 24.28	965.77 ± 131.63
对照组	男（n = 52）	≤ 30	33	17.86 ± 4.81	79.21 ± 23.78	729.81 ± 146.26
		> 30 ~ 40	16	15.05 ± 2.95	74.19 ± 14.96	704.21 ± 128.07
		> 40	4	14.92 ± 0.72	60.00 ± 18.19	807.27 ± 149.88
	女（n = 49）	≤ 30	10	16.64 ± 3.96	69.70 ± 20.89	680.11 ± 131.41
		> 30 ~ 40	7	14.20 ± 6.43	73.43 ± 23.89	729.95 ± 142.62

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2.4.2   血清碱性磷酸酶

无论男性还是女性，接触组不同年龄段工人的血清碱性磷酸酶差异均无统计学意义（F = 0.977、0.219，P > 0.05）；对照组中不同年龄段工人的血清碱性磷酸酶值差异亦均无统计学意义（F = 1.508、0.096，P > 0.05）；提示年龄可能与工人血清碱性磷酸酶值无关。

接触组中，男性工人血清碱性磷酸酶浓度为（78.57 ± 13.97）U/L，女性为（67.91 ±17.96）U/L，两组差异有统计学意义（t = 2.236，P = 0.028）；对照组中，男性血清碱性磷酸酶浓度为（76.25 ± 21.86）U/L，女性为（71.24 ± 23.70）U/L，两组差异无统计学意义（t = 0.806，P > 0.05）。提示性别可能与血清碱性磷酸酶值有关。

接触组所有人群血清碱性磷酸酶浓度为（76.99 ± 14.99）U/L，对照组所有人群血清碱性磷酸酶浓度为（75.03 ± 22.35）U/L，两组差异无统计学意义（t = 0.622，P > 0.05）。见表 4。

2.4.3   尿羟脯氨酸

无论是对照组还是接触组，不同年龄段男性工人的尿羟脯氨酸差异无统计学意义（F = 0.176、0.859，P > 0.05）；不同年龄段女性工人的尿羟脯氨酸差异亦无统计学意义（F = 1.802、0.553，P = 0.212）。提示年龄可能与工人尿羟脯氨酸值无关。见表 4。

对照组中，男性尿羟脯氨酸浓度为（727.92 ± 140.89）μmol/L，女性为（700.63 ± 134.09）μmol/L，两组差异无统计学意义（t = 0.703，P = 0.485）；接触组中，男性工人尿羟脯氨酸浓度为（1 174.00 ± 103.26）μmol/L，女性为（904.97 ± 142.52）μmol/L，两组差异有统计学意义（t = 7.514，P < 0.01）；接触组所有人群尿羟脯氨酸浓度为（1 134.01 ± 145.34）μmol/L，对照组所有人群尿羟脯氨酸浓度为（721.30 ± 138.31）μmol/L，两组差异有统计学意义（t =17.406，P < 0.01）。以上结果综合提示接触氟化氢铵对工人尿羟脯氨酸浓度有影响，且可能对男性工人影响更大。见表 4。

2.5   不同尿氟水平敏感生物标志变化特征

2.5.1   不同尿氟水平与血清骨钙素的关系

两组114名工人中，不同尿氟水平的男性、女性工人血清骨钙素差异均无统计学意义（F = 0.084、0.509，P > 0.05），男女合计之后，不同尿氟水平工人的血清骨钙素差异亦无统计学意义（F = 0.006，P > 0.05），见表 5。

表  5  不同尿氟水平工人血清骨钙素的变化 （x ± s）

尿氟（/mg/L）	人数	血清骨钙素（/ng/mL）
		男	女	合计
≤ 0.5	76	16.06 ± 4.34	14.52 ± 5.67	15.75 ± 4.63
> 0.5 ~ 1.0	58	16.32 ± 3.27	13.66 ± 3.17	15.81 ± 3.43
> 1.0	10	15.97 ± 4.15	14.50 ± 7.77	15.67 ± 4.52

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2.5.2   不同尿氟水平与血清碱性磷酸酶的关系

两组114名工人中，不同尿氟水平男性工人血清碱性磷酸酶差异无统计学意义（F = 2.338，P > 0.05），但是女性之间差异有统计学意义（F = 4.360，P < 0.05）；男女合计之后，不同尿氟水平工人的血清碱性磷酸酶差异无统计学意义（F = 2.636，P > 0.05）。见表 6。

表  6  不同尿氟水平工人血清碱性磷酸酶的变化 （x ± s）

尿氟（/mg/L）	人数	血清碱性磷酸酶（/U/L）
		男	女	合计
≤ 0.5	76	78.52 ± 19.80	70.67 ± 20.21	76.98 ± 20.38
> 0.5 ~ 1.0	58	78.19 ± 15.49	72.18 ± 21.55	77.05 ± 16.75
> 1.0	10	65.75 ± 14.01	52.00 ± 5.65	63.00 ± 13.77

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2.5.3   不同尿氟水平与尿羟脯氨酸的关系

两组114名工人中，不同尿氟水平工人的尿羟脯氨酸值差异有统计学意义（P < 0.05），进一步两两比较， > 1 mg/L尿氟组工人尿羟脯氨酸值高于≤ 0.5 mg/L及 > 0.5 ~ 1.0 mg/L尿氟组工人（P < 0.05）。男性工人中，不同尿氟水平工人的尿羟脯氨酸值差异有统计学意义（P < 0.05），进一步两两检验， > 1.0 mg/L尿氟组工人尿羟脯氨酸值高于≤ 0.5 mg/L及 > 0.5 ~ 1.0 mg/L尿氟组工人（P < 0.01）。不同尿氟水平的女性工人尿羟脯氨酸值差异无统计学意义（P > 0.05）。见表 7。

表  7  不同尿氟水平工人尿羟脯氨酸的变化 （x ± s）

尿氟/（mg/L）	人数	尿羟脯氨酸（/μmol/L）
		男	女	合计
≤ 0.5	76	916.04 ± 260.46	813.55 ± 187.79	895.81 ± 250.09
> 0.5 ~ 1.0	58	1 003.46 ± 238.93	729.84 ± 139.40	950.81 ± 248.05
> 1.0	10	1 187.71 ± 128.27	839.00 ± 159.81	1 117.97 ± 193.01
F值		5.505	0.982	3.847
P值		0.008	0.388	0.024

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3.   讨论

氟化氢铵用于玻璃蚀刻剂、医药工业和电子工业等领域，作业环境中氟化氢铵浓度的测定通常以氟离子浓度计，氟化氢铵对人体的毒作用主要表现为接触无机氟后引起的健康效应。氟及其无机化合物以气体、蒸气或粉尘的形式经呼吸道或胃肠道进入人体，可溶性的氟化物在胃肠道吸收率可达到90%以上，吸收的氟有一半经尿液排出，尿氟清除的半减期在4 ~ 7 h，排出高峰在班末或停止接触后不久^[6]。工作班前尿氟值可以反映体内氟的负荷水平，工作班末尿氟值则可作为近期接触指标^[7]。

虽然本次研究中发现该企业工艺设备自动化程度较高，防护措施较好，作业现场3个检测点在空气中氟化氢铵（以氟化氢计）浓度均比较低，其中有1个检测点低于检出限，但通过调查工人接触时间测算的外剂量值与尿氟值具有正相关性（P < 0.05），表明即使在较低浓度、短期接触（1 ~ 3年）的前提下，依旧可以采用外剂量值来初步评估工人的氟化氢铵接触水平。本次调查进一步的分组分析提示年龄、性别可能均与工人尿氟值无关，在此前提下，接触组尿氟值显著高于对照组（P < 0.05），表明在去除环境本底氟接触的影响后，职业性氟接触能够引起工人尿氟的升高，即使在低剂量的接触模型中，尿氟仍然是敏感的氟化物接触的代谢指标。不过本次调查也发现，由于接触组工人接触氟化氢铵的工龄较短，因此尚未发现尿氟在不同工龄段之间有统计学意义上的差异，提示今后对氟化氢铵低剂量接触工人的职业健康评估需要纳入工龄。

骨钙素又名骨钙蛋白，由成骨细胞合成并分泌到骨中，其作用是调节和维持骨钙代谢。人体有2/3的骨钙素与羟磷灰石结晶结合，沉积于骨基质，另外1/3进入血液循环。在骨合成时，血清中骨钙素增高。血清中骨钙素水平可特异性地反映成骨细胞的活性^[8]。本次研究发现排除年龄影响后，接触组血清骨钙素水平低于对照组，进一步的分组研究发现对照组男性和女性血清骨钙素值的差异无统计学意义（P > 0.05），但接触组女性血清骨钙素值低于男性，表明女性氟化氢铵接触工人体内血清骨钙素的变化可能更为敏感。本次研究未观察到氟接触人群血清骨钙素升高现象，可能与本次职业接触为低剂量短期接触有关。

碱性磷酸酶被作为评价骨形成和骨转换的重要指标^[9]。碱性磷酸酶是骨细胞的表型标志酶，在钙磷代谢中起着重要作用，是氟骨症临床诊断主要指标。血清碱性磷酸酶主要来源于成骨细胞，其活性反映了成骨细胞的增殖情况^[10]。碱性磷酸酶活性升高可能是氟骨症骨代谢紊乱的一种功能代偿，碱性磷酸酶水平可作为诊断指标和反映机体损害程度的有利依据^[11]。但是本次调查发现排除年龄影响后，接触组与对照组血清碱性磷酸酶差异、不同尿氟水平工人血清碱性磷酸酶差异均无统计学意义（P > 0.05），而接触组男性工人血清碱性磷酸酶浓度高于女性（P < 0.05），因此血清碱性磷酸酶在低浓度氟化氢铵工人体内的变化规律还有待研究。

尿羟脯氨酸可作为敏感的氟接触高危人群的筛选指标。研究氟对机体产生的不良生物学效应时发现尿羟脯氨酸能反映不同氟暴露水平所致的人群剂量-反应关系，可作为人群健康监护的早期灵敏指标^[12]。本次研究发现排除年龄影响后，接触组工人血清尿羟脯氨酸水平高于对照组，这是因为尿羟脯氨酸是人体胶原蛋白的主要成分，氟中毒患者随着染氟时间延长，体内积蓄的氟量也增加，胶原破坏愈严重，尿羟脯氨酸含量也升高，因此尿羟脯氨酸测定可作为氟中毒早期诊断指标^[13-15]。进一步的分组研究发现对照组男性和女性尿羟脯氨酸值的差异无统计学意义（P > 0.05），但接触组男性尿羟脯氨酸值高于女性，表明男性氟化氢铵接触工人体内尿羟脯氨酸的变化可能更为敏感。进一步的不同尿氟水平工人的尿羟脯氨酸值差异研究也证实了这一结论：在接触组男性人群中尿氟值越高，其尿羟脯氨酸值也越高（P < 0.05）。