医疗废物管理与污染控制技术(第二版)
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1.5 医疗废物对人体健康的影响

医疗废物因包括传染性、细胞毒性和危害性的物理化学物质、损伤性废物,具有直接或间接感染性和毒性,如管理不当或不完善,易导致疾病传染和引起人体损伤。所以,医疗废物污染首先会引起公众健康和职业健康风险。

一方面,由于不正确、不完善的医疗废物管理和处理处置,导致医疗废物污染引起的人体健康危害。据报道,在印度和孟加拉等国家,因回用未消毒的注射器,每年导致800万~1600万例B型肝炎(HBV)、230万~470万例C型肝炎(HCV)和8万~16万例艾滋病(HIV)的传染病患者产生;俄罗斯儿童在一个医疗机构附近的垃圾箱附近玩耍,受到被抛弃的空天花疫苗药瓶中的病菌感染,而这些事故完全可以通常医疗废物的正确处理处置予以避免。另一方面,随着对医疗废物危害认识的深入和公众意识的加强,医疗废物的产生、收集、贮存、运输和处理处置方面的法律法规虽然得到明显强化,但因医疗废物管理成本的显著增加,滋生因经济利益驱动产生的部分违法行为和不规范操作等问题,如医疗废物接触工作人员的安全条件难以得到保证,非法倾倒的医疗废物使公众安全受到潜在健康风险的危害等。

1.5.1 医疗废物污染的健康风险

(1)感染风险

医疗废物的有害物理化学物质通常因其浓度较低或数量较小,一般不会对职业人员和公众的健康产生明显的危害;医疗废物导致的损伤使感染性微生物载体进入人体,以及在医疗废物处理处置过程中毒性污染物释放等被认为是医疗废物污染所引起的主要途径。

根据大量报道和国外调查结果,存在人体损伤风险的医疗废物主要是针头,还包括诊所和解剖试验室使用过的破碎玻璃制品和塑料制品、血库使用过的抽血设备以及外科手术使用过的手术刀等医疗废物。这些损伤性医疗废物的危害主要表现在导致皮肤破裂,从而创造感染性载体进入人体的窗口。另一健康风险主要发生在处理场或其他工作人员会接触未处理医疗废物的场所,工作人员可能直接暴露在含有血液或体液等的医疗废物环境之中,被空气传播的病毒所感染。

医疗废物组分也有可能产生携带人或动物病原体的雾状微粒,直径小于1~3μm的液滴,从而引起传染性微生物的传播风险。医疗卫生机构实验室产生的医疗废物含有高浓度的传染性病原体,如肺结核分枝杆菌,便有可能通过空气传播的方式进入感染者体内。另外,被认为是有传染性悬浮微粒产生源的还有人或动物的组织、器官和肢体,以及渗透过体液、血液或排泄物的动物草垫等医疗废物,这些医疗废物都可能产生潜在的微生物风险。

血液、血液制品和体液等医疗废物可通过口、鼻、眼内膜以及皮肤受损区域传播病原体,很多研究报道了在急救、外科手术(甚至在医疗废物商业处理)过程中,感染性血滴溅到器官内膜或受损皮肤上传播HIV、HBV和HCV等疾病的事件。

(2)感染风险人群

所有与医疗废物直接接触的人员都有被医疗废物感染的潜在风险,其中包括医疗卫生机构内部人员、收集运输系统工作人员和处理处置设施操作人员,以及暴露在医疗废物环境下的公众,主要感染风险人群如下。

a.医务人员:包括药剂师、护士、医生、护理和医疗卫生机构维护人员。

b.患者:包括医疗卫生机构的门诊患者和住院病人,以及接受家庭医疗服务的患者。

c.医疗卫生机构的访问者。

d.医疗卫生机构的服务支持人员:厨房工作人员、清洁工和运输人员等。

e.处理处置设施工作人员:因缺乏安全措施与设施也直接暴露在医疗废物环境下的填埋场和焚烧厂等单位内部职工。

1.5.2 医疗废物危害健康的影响要素

医疗废物中包含病菌、病毒等多种微生物,其中部分细菌等微生有机物是人或动物微生物群落的正常组成部分,但是他们在载体或携带者体内变异后便会传授或诱发传染性疾病。通常情况下,微生物生存于自然环境中,一旦从这些外部源传播到人体内就有可能诱发传染性疾病。传染性微生物、人体以及两者之间的传播机理形成了传染链,并受到以下五大要素的影响。

(1)传染性微生物源

人或动物实际与自然环境中各种各样的微生有机物群接触,只是有部分外界微生有机物却是致病性的,而微生有机物的致病能力首先取决于其毒性,如C型肝炎病毒就具有相对高的毒性,易致使感染体患病,而假丝酵母白体大量生存于人的皮肤、五官内膜和消化系统中,却几乎不诱发任何疾病。大量的研究表明,医疗废物相对城市生活垃圾含有更多种类的微生有机物,其中排泄物产生的微生有机物数量众多,但致病微生有机物所占比例并不高。

(2)传染性微生物浓度

传染性微生物浓度就是微生物必须聚集到一定的剂量方可进行传播,而这种浓度视微生物种类、传播途径等因素影响。

(3)敏感性人群

人群对传染性细菌的敏感性问题非常复杂,受到感染性细菌种类、浓度和传播途径等诸多因素的影响。首先,人体第一道保护屏障是皮肤和五官内膜,伤口等屏障磨损易导致细菌侵入引起疾病,当然皮肤直接接触血液和体液也易使医疗工作者患病。另外,人群的免疫能力、年龄也会影响其感染传染性疾病的可能性。

(4)感染窗口

感染窗口通常指人体的损伤皮肤、五官内膜、呼吸系统和消化肠胃等传染性微生物可侵入之处。许多致病微生有机物是通过伤口等皮肤损伤处进入人体的。呈颗粒状或雾状的传染性微生物可通过五官内膜和呼吸系统传播,而颗粒的大小将影响其在呼吸系统内沉积的部位。大的微生物颗粒被鼻毛所阻挡,直径小于5μm的微生物颗粒可直达肺泡而引起疾病。另外,摄入含有致病微生物的水或食物,或者采用内窥镜检查等诊断手段和运用插导管等治疗方法都为致病细菌侵入人体创造了条件。

(5)传播途径

①直接物理接触 如传染链的其他各影响要素存在,那么可导致微生有机物传播的直接物理接触便有很大可能引发人体得传染性疾病。特别是微生物试验室产生的培养基、动物等废物,或者那些血液、体液污染过的传染性医疗废物,因其潜在致命物浓度明显高于自然环境,直接接触或直接暴露在类似废物的环境中,人体更容易从医疗废物感染致命有机物。

②空气传播 医疗废物传播致命微生物的第二种潜在途径便是空气传播。医疗废物在粉碎或化学处理等处理过程中都有可能产生直径在1~3μm范围内、含有传染物质的微粒,这些微粒长期悬浮在空气环境中,并可传播到很远的地方。

试验室的废弃培养基和动物、人体组织等医疗废物都可作为是空气传播的传染微粒的产生源。

③媒介传播 媒介传播是医疗废物感染敏感性人群的第三条传染途径。媒介传播主要指在收集、贮存、运输或处理等环节过程中,含有体液、血液等的医疗废物会污染贮存箱、收集箱、地面、墙面等,敏感性人群通过与这些被污染媒介的接触而感染到传染性病毒,从而患病。

(6)传染性和潜在传染性废物种类

根据以上感染要素的分析可知,医疗废物中对职业和公众健康具有疾病传染性的种类主要有损伤性废物,血液、血液制品废物和渗侵体液的废物,试验室废物,病理性废物,动物废物等。

1.5.3 医疗废物污染的健康危害

美国一家处理包括传染性培养基、病理性废物和锐器在内的商业运营医疗废物处理厂,其处理工艺首先利用塑料可回收容器将医疗废物运输到厂,随后开盖将医疗废物倾倒入斜坡型的进料口,经数次粉碎至直径为5mm左右的颗粒,通过运输带装入大型塑料容器,加压并加湿到含水量10%~15%,后12min左右的95℃温度环境处理,经一段时间的贮存再倾倒、粉碎和绑扎,这样医疗废物的减容率可达到80%。该厂爆发了一次严重的雇员肺结核病流行,结合处理工艺,专业机构对患病雇员进行了医学调查结果表明,雇员患结核病的传染源是处理的医疗废物。分析认为事件原因是由以下几点严重管理不善直接造成的。

a.污染区域缺乏雇员呼吸空气净化设备,如防毒面具等。

b.空气净化系统不符合美国联邦标准。

c.污染区域与非污染区域没有设置具有消毒或清洗功能的过度区域。

d.缺乏必要的净化程序培训,雇员净化意识较差。

e.雇员没有严格按公司程序规定操作,处理系统在没有颗粒过滤的情况下运行,同时未使用加压空气清洗过滤器,导致潜在传染性物质通过空气传播。

f.如粉碎机发生堵塞等故障,污染区域的空气将通过斜坡进入其他厂区,同时设备维修会使雇员直接暴露在针头等锐器环境中。

g.倾倒医疗废物进入斜坡式进料系统会产生大量空气传播的传染性微粒。

Leese Ke等就工作环境安全性、空气传播、化学危害以及血液与微生物风险对美国四家不同医疗废物处理工艺的处理厂进行了调研,有关调查结果在1999年发表在Environmental Health的《Assessment of Blood-splash Exposures of Medical-waste Treatment Workers》一文中指出:四家处理厂虽采用了不同的处理工艺,但医疗废物在处理前都必须雇员人工操作将医疗废物从运输容器搬运到进料设备或处理容器中;被调查的两个处理厂工作区域64%存在明显的血液或血色素的溅点,三个处理厂的8%雇员制服上装溅有血色素,被调查的22%雇员眼罩上发现血色素痕迹;三个处理厂采样中发现埃希菌。最后,作者表明血液溅点对职业健康存在明显的危害,如在更为恶劣的工作环境下,预计有0.1%~0.4%医疗废物服务人员有被感染HIV的风险。同时,1992年法国统计有8个HIV病例是直接由于医疗废物感染所致,其中2个病例系医疗废物收集操作人员因刺破伤口所感染;1994年美国疾病控制与预防中心统计,因医疗废物感染HIV的患者共39个,其中32个患者因皮下注射器损伤而感染、1个患者因手术刀损伤而感染、1个患者因沾有传染性血液的玻璃损伤而感染、4个患者因接触传染性血液而感染、1个患者因其他医疗废物传染而感染。

虽然发生了上述事件,但目前关于医疗废物对职业健康的风险研究开展较少,特别是发展中国家和欠发达地区,医疗废物对健康影响的具体机理等尚不完全清楚。

(1)传染性废物的健康危害

传染性废物因含有大量的致病的微生物,通过皮肤伤口、外黏膜或者吸入、摄入等多种方式感染人体,如表1-31所列。大量事实证明医疗废物是人体免疫病毒和肝炎病毒传播的一个重要途径,同时由于越来越多的细菌滋生对抗生素和消毒药剂的抵抗能力,如埃希大肠菌仍大量成活于活性污泥中,不完善的医疗废物管理产生的传染性废物危害日益严重。

表1-31 传染性废物的感染危害

(2)损伤性废物的健康危害

损伤性废物对职业健康的风险主要来源于其对人体的损伤和残留含传染性微生物血液的锐器对敏感性人群的感染。针头、吸液管、手术刀、血液瓶等残留血液的损伤性废物对职业健康的风险主要受患者污染引起的传染物质的流行、病毒的传染性和病原性、医疗服务的操作程序风险、残留血液的事故影响程度和预防措施等因素的影响。

据报道,美国880万医疗服务人员中每年有100万人次锐器损伤事故发生,实际发生人次可能远远高于报道数据。根据世界银行统计,如受到HBV患者刚使用过的注射器针头刺伤,医疗服务人员感染HBV的风险约为33%;如受到HCV患者刚使用过的注射器针头刺伤,医疗服务人员的感染风险约为33‰;通过针头损伤导致HIV感染的医疗服务人员风险约为3‰;每年有18000例医疗废物服务人员受到肝炎病毒和HIV等残留血液病毒的感染,其中250人患病死亡;1997年报道,全世界有286个医疗废物处理厂的雇员因针头损伤感染了HIV病毒。可见,损伤性废物潜在地对职业健康造成了明显的风险。关于损伤性废物的感染数据见表1-32和表1-33。

表1-32 皮下注射针头损伤后的感染风险(日本)

表1-33 损伤性废物传播B型肝炎病毒数据统计(美国)

由于与医疗废物有关的其他病毒感染,没有获得充足的数据,因此不能妄下结论。然而,基于感染HBV的人员数据,应该要求所有处理医疗废物的人员对疾病都具有免疫性。不幸的是,至今仍没有抵制C型肝炎的疫苗。如果利用这些数据外推到发展中国家的话,与医疗废物接触的人数(医疗机构内部和外部)可能更多,因为那些国家对接触垃圾的人员的监督和培训可能更加不严格。在任何医疗机构中,护士和内务管理人员是主要的易感人群;一年中,1000名工人中就有10~20名遭受伤害。据报道,与医疗废物接触的所有工人中,遭受职业伤害比例最高的是清洁工人和垃圾处理工人;在美国,年比例是180/1000。虽然医疗部门的工人和垃圾收集者遭受的伤害主要是由于过度用力所引起的扭伤和拉伤,仍有相当大的比例是由于废弃利刃器械所引起的割伤和刺伤。

(3)细胞毒性废物的健康危害

细胞毒素废物对职业健康的危害风险主要存在于细胞毒素废物的收集和处理处置过程中,以及细胞毒素药物的准备、直接或间接接触化学治疗患者的体液和排泄物。许多抗肿瘤药品的细胞毒性表现在对DNA合成和间接核分裂等细胞代谢的影响,其他烷[烃]化剂等抗肿瘤药品则主要影响细胞的内循环,研究表明许多抗肿瘤药品都是致癌的和诱导有机体突变的物质,而且化学治疗也会诱发第二次癌变。同时,细胞毒素药品对眼睛和皮肤都有很强的刺激性(见表1-34),易导致头昏眼花、恶心、头疼和皮炎等症状发生,而且如细胞毒素废物侵入环境会对生态产生灾难性的结果。所以,严格收集、处理细胞毒素废物尤显必要。

表1-34 危害眼睛和皮肤的细胞毒素药品

(4)其他医疗废物的健康危害

化学废物、药物废物和重金属废物因具有毒性、反应性、腐蚀性和爆炸性等特性,直接接触、吸入蒸气、饮用污染水或实用污染食品都易引起急性中毒、慢性中毒或烧伤等危害,同时报废的消毒剂、杀虫剂、重金属废物等通过泄漏会污染地下水,以及危害自然的生态系统,其危害途径、危害程度等类同危险废物。

1.5.4 病原性微生物的环境生存能力

传染性微生物的生存能力直接受其对温度、湿度、紫外线、掠食者、有机培养基原料等环境条件的影响。

B型肝炎病毒(HBV)在干燥的环境下能在物体表面存活数个星期,甚至能抵耐简单沸水灭菌过程和生存于一些防腐剂环境,同时能够在浓度70%的酒精、60℃的高温条件下存活10h以上;据日本医疗废物研究协会发现,皮下注射器残留血液内的B型或C型肝炎病毒(HCV)能维持一个星期左右的活性。人体免疫缺损病毒(HIV)生存能力则与肝炎病毒相反,其在浓度为70%的酒精环境下仅能存活15min,普通环境下存活3~7d,56℃以上的温度即失去活性。细菌的环境生存能力通常低于病毒。

除含有病原性培养基的废物或传染病患者的排泄物外,医疗废物中病原性微生物的负载量并不高,同时医疗废物可能因为含有大量的防腐剂等物质,并不是病原性微生物的最佳载体。另外,病原性微生物的生存或扩散的影响因素中,啮齿动物和昆虫也扮演了重要的角色,如老鼠、苍蝇和蟑螂的啮齿动物在有机废物环境中寻食或繁殖,成为病原性微生物的被动携带者,它们所引起的病原性微生物的传染也是医疗废物管理中不容忽视的。

1.5.5 进一步研究和流行病学调查的需要

关于医疗废物对健康影响的数据,可以利用的并不是很多,特别是在发展中国家。为了较好地评价与医疗废物接触后所产生的危险和影响,允许进一步改善医疗废物管理和编制适当的保护措施计划。不幸的是,由于评价方法的复杂性及评价与垃圾接触后对健康影响的结果的不确定性,导致在这个问题上应用流行病学有一定的困难。有关的危险垃圾的多样性以及接触环境的多样性,是评价中的问题所在。它不仅阻碍了标准分析方法在评价垃圾对健康影响方面的应用发展,还防止了通过个别与垃圾接触的人群感染疾病而得到的特殊数据的统计归纳。然而,医疗废物对健康产生不利影响的可疑案例应该充分备案,即精确描述所接触的垃圾种类、接触的人或人口数以及产生的后果。在医疗机构内部,对感染案例的监督和档案的记录保持是重要的工具,它们能明确指出哪些是不适当的卫生习惯和直接的环境污染物(包括由医疗废物产生的)。监督体制允许对所爆发的感染案例实行验证和调查,并且为引进控制措施和功效评价提供了根据;同时,也为医疗机构评价所采取的预防措施和降低可避免的感染标准奠定了基础;它也能保证管理措施产生最好的效果,以及费用可行。总之,必须进一步加强研究以增加下述知识。

a.医疗废物被感染的程度。

b.与垃圾接触的人员,经由消化、呼吸和皮肤途径,而被感染疾病的危险标准。

c.病原体在垃圾存储时的存活和生长。

1.5.6 结论

美国ATSDR(Agency for Toxic Substances and Disease Registry)就医疗废物对公众健康的影响进行了研究,并得出以下结论。

传统的医疗卫生机构产生的医疗废物一般不会对内部普通公众产生健康危害;医疗废物在医疗卫生机构外部因损伤普通公众而导致HBV、HIV的感染风险不应成为健康安全关注的主要问题,如针头等锐器对当地居民或者人体组织的损伤可能引起二次感染,如同图钉损伤一样。

家庭医疗服务增加了普通公众接触医疗废物的机会,同时其他非监管医疗废物产生源也会导致公众与医疗废物的接触;美国1990年有将近110万~130万非法静脉注射药品使用者。这些非法静脉注射药品使用者一方面是被HIV和HBV感染的高概率人群;另一方面也是废针头的显著产生源,直接导致公众被损伤和感染的概率提高。

对医疗废物传染HBV、HIV事件数据评估的结果认为职业健康问题主要存在于与医疗废物有关的特定岗位,医疗卫生机构人员包括女性门卫、洗衣房职工、护士、急诊患者和废物收集人员。

科学研究表明,离开存活的携带体,HIV病毒数量急速下降,并不能存活数天,因此公众接触医疗卫生机构外部的医疗废物而感染HIV的概率非常低。相对而言,HBV病毒在外界环境的存活时间较长,因接触医疗废物感染HBV的概率要比HIV高得多。美国每年最多发生1~4起医疗服务人员接触医疗废物感染AIDS事件,占1989年AIDS患者的比例约为0.003%~0.01%,但是由于AIDS患者数量的激增,医疗卫生机构内部通过医疗废物传播AIDS的潜在风险将加大;1990年美国医疗废物感染HBV事件约162~621起,直接HBV患者81~160人,对应全国每年感染事件和病例总数的比例分别为0.05%~0.1%和0.05%~0.1%。

最后,美国ATSDR建议劳动职业安全和健康管理部门(Department of Labor's Occupational Safety and Health Administration,OSHA)在《暴露沾血病菌职业:建议法规和告知(Occupational Exposure to Bloodborne Pathogens:Proposed Rule and Notice of Hearing)》(《联邦注册》,1989年,54:23042-139)中增加减少工作场所医疗废物损伤和感染的措施条款,并建议采取警觉教育、法规要求和免疫等措施达到此建议目的。

综上所述,锐器、血液及血液制品、培养基等是对健康危害最主要的医疗废物,在产生源头进行严格的分类和预处理可降低医疗废物对服务人员和公众的健康风险,同时医疗废物服务人员应配备充分的保护设施并正确处理传染性医疗废物,以最大限度地降低被感染概率。