【科普】有毒的石棉网应该废弃了

一、背景介绍

近来，许多人发现，在最新版本的中学化学教材中，实验室常用的石棉网替换成了陶土网，这个改动不可谓不小，那么这个替换背后的原因是什么呢？应该采取怎样的措施来改善使用石棉网带来的影响呢？本文将解答这些问题。

图1. 最新初中化学教材（图源自网络）

二、石棉网让人中毒

1.石棉简介

石棉亦称“石棉纤维”，为可分裂成富有弹性纤维丝的某些硅酸盐矿物的总称。石棉化学式：3MgO·2SiO2·2H2O，理论含量MgO 43.46%，SiO2 43.50%、H2O 13.04%。其多为纤维状，绿黄色或白色，分裂成絮时呈白色，丝绢光泽，纤维富有弹性。

2.石棉网的制作

将浸泡在石棉水中的棉布，盖在作为骨架的铁丝网上，晾干之后即得到石棉网[1]。当玻璃器皿中的物质需要加热时，把石棉网置于酒精灯火焰之上，可使玻璃容器中的物质均匀受热而不破裂，由于它制作简单，价格较低，所以被广泛使用。

图2. 石棉网（图源自网络）

3.石棉网的毒性

世界卫生组织将石棉归为一类致癌物，其毒性不言而喻。据其统计，每年因石棉引发的疾病，如肺癌、间皮瘤和石棉肺等造成超过107000人死亡。世界上多个国家已经禁用石棉制品，例如欧盟在1999年指令中要求成员国自2005年禁止石棉制品的生产和使用，日本在2006年全面禁止制造石棉制品，韩国在2009年禁止使用石棉[2]。由于石棉价格的低廉，我国并没有禁止石棉的使用，不过早已规定了石棉工厂的粉尘最大允许浓度与为工人配备防护用品。

那么具体到使用的石棉网又是如何对人体造成危害的呢？让我们一起来看一下实验过程[2]。

首先，实验人员对使用过的石棉网的中心（谱线a）和边缘部分（谱线b）进行了成分分析，可以看出，谱线b带有*的地方是石棉的特征衍射峰，而谱线a已经没有了，因此，在经过多次加热使用后，石棉网中心的石棉脱落，未使用部分结构基本未变。

图3.使用过的石棉网的XRD谱 （a.石棉网中间受热部分样品；b.石棉网边缘部分样品；图中*为温石棉衍射峰）[2]

之后，选取石棉网的未使用部分，采用扫描电子显微镜观察其微结构，在图3中可看到，虽然选取的石棉含量极少，但在图上却呈现出大量的石棉纤维束，而每一束纤维可分散为百万个微小纤维（直径一般为0.5um，长度在5um以下）。估算每片石棉网中含石棉10g左右，按此推算，每片石棉网有无法计数的微小纤维，这些微小纤维在使用过程中极易逸出，漂浮在空气中而被人体吸入。

图4. 石棉网SEM图[2]

值得注意的是，石棉的所有部分里有毒害作用的就是其中极其细小的纤维。实验室中，研究人员若长期使用石棉进行加热操作，其中的细小纤维就很容易逸出到空气中，有些还可能随着呼吸进入人体，附着在肺部[3]。在肺部通过整合素识别后诱导线粒体活性氧（ROS）产生，而后这种信号通路会促进与肿瘤抑制、细胞周期停滞、细胞凋亡和细胞存活有关的各种重要蛋白质的P53基因异常转录，最终引起的常见疾病有: 胸膜间皮瘤、石棉肺和肺癌等。这些疾病不仅潜伏期很长，早期难以发觉，而且发病时症状严重，较难医治。

图5. 石棉致病的流程图[3]

三、改进措施

通过上述实验得出结论：使用过的石棉易脱落形成微小纤维漂浮在空气中，石棉的致癌机理主要是其漂浮在空气中的微小纤维被人吸入肺中，所以只有降低空气中石棉纤维浓度才是根本改进措施。之后为了改变实验室使用石棉的现状，总结文献提出以下改进措施：

1.石棉的替换

首先，应当逐步废弃石棉网。我国的中学化学实验室目前较多采用石棉网进行实验，可以替换为恒温磁力搅拌器或者酒精灯加陶土网的组合，从而改善教学的实验环境。

2.完善石棉网的使用环节

对于仍使用石棉网的学校，在使用前，应当特别告知使用人关于石棉网的危害性、操作步骤和个人防护等知识，在进行实验时在旁监督，使用后妥善保管，不可随意丢弃。

3.增强个人防护

使用人在进行需要石棉网的实验时应当佩戴防尘口罩和实验服，不可对石棉网施加外力甚至人力破坏，减少微小纤维逸出的可能性，对于不能使用的石棉网应及时报告，并由专人收集，统一处理。

四、总结

石棉及其制品对人体的危害在国际上早有定论，不过这更多说的是从事专业生产石棉纤维的工人而言，当工作环境换成学校的实验室中，在短期内少量接触石棉的操作，由于较低的微小纤维浓度，并不会对我们的身体造成严重的伤害。不过还是应该提高认识加强重视，尽快全面替换实验室中的石棉网，才是解决此类问题的根本之法。

参考文献

[1] 殷馨,谢梁羿群,赵鹏杰,胡朕涛,宁沁宇,吴隆涵,王海文.高校化学实验中石棉的使用、防护及替代概况 [J].广州化工,2021,49(21):220-222.

[2] 李晶. 化学实验中使用石棉网的潜在危害分析 [J]. 化学教育, 2016, 37(22): 33-35.

[3] Kamp D W. Asbestos-induced lung diseases: an update [J]. Translational Research, 2009, 153(4): 143-152.

作者：孙浩峻