砷(arsenic,As)在自然界中主要伴生于各種黑色或有色金屬礦中。砷有灰、黃、黑三種同素異構(gòu)體,其中灰色結(jié)晶具有金屬性,質(zhì)脆而硬,比重5. 73,熔點(diǎn)817°C (2. 5MPa), 613°C升華,不溶于水,溶于硝酸和王水,在潮濕空氣中易氧化。
砷的化合物種類很多,主要為砷的氧化物和鹽類,常見有三氧化二砷、五氧化二 砷、砷酸鉛、砷酸鈣、亞砷酸鈉等。含砷礦石、爐渣遇酸或受潮及含砷金屬用酸處理 時(shí)可產(chǎn)生砷化氫。
鉛、銅、金及其他含砷有色金屬冶煉時(shí),砷以蒸氣狀態(tài)逸散在空氣 中,形成氧化砷。處理煙道和礦渣、維修燃燒爐等都可接觸三氧化二砷粉塵。從事含 砷農(nóng)藥(如砷酸鉛、砷酸鈣)、含砷防腐劑(如砷化鈉)、除銹劑(如亞砷酸鈉)等制 造和應(yīng)用的工人可接觸砷。此外,砷化物在玻璃工業(yè)中常作為顏料,砷合金用做電池 柵極、半導(dǎo)體元件、軸承及強(qiáng)化電纜鉛外殼。中醫(yī)用雄黃(AsS)、三氧化二砷作為 皮膚外用藥。工業(yè)中,在有氫和砷同時(shí)存在的條件下,如有色金屬礦石和爐渣中的砷 遇酸或受潮時(shí),可產(chǎn)生砷化氫。非職業(yè)接觸主要飲用含高濃度砷的井水,敞灶燃燒含 高濃度砷的煤以及砷污染的食品。
砷化合物可經(jīng)呼吸道、消化道或皮膚進(jìn)入體內(nèi)。職業(yè)性中毒主要由呼吸 道吸入所致。吸收入血的砷化合物主要與血紅蛋白結(jié)合,隨血液分布到全身各組織和 器官,并沉積于肝、腎、肌肉、骨、皮膚、指甲和毛發(fā)。五價(jià)砷和砷化氫在體內(nèi)轉(zhuǎn)變 為三價(jià)砷,吸收的三價(jià)砷大部分通過甲基轉(zhuǎn)移酶兩次甲基化生成單甲基砷酸(mono- methylarsonate acid)和二甲基砷酸(dimethyiarsinic acid)從尿中排出,少量砷可經(jīng)糞便、皮膚、毛發(fā)、指甲、汗腺、乳腺及肺排出。砷可通過胎盤屏障。砷在體內(nèi)半減 期約10小時(shí)。
砷是一種細(xì)胞原生質(zhì)毒。在體內(nèi),砷是親硫元素,三價(jià)砷極易與巰基(-SH)結(jié) 合,從而引起含巰基的酶、輔酶和蛋白質(zhì)生物活性及功能改變,尤其是甲基化三價(jià)砷 毒性最強(qiáng),這是砷中毒重要毒性機(jī)制。以前認(rèn)為,無機(jī)砷在體內(nèi)的甲基化過程是解毒 過程,最新研究表明,砷的甲基化是增毒過程,特別是甲基化了的三價(jià)單甲基砷的毒 性是砷化合物中最強(qiáng)的。砷與酶作用可有單巰基反應(yīng)和雙巰基反應(yīng)兩種方式,前者主 要形成As-S復(fù)合物,使酶中活性巰基消失而抑制酶的活性,此時(shí)加入過量單巰基供 體,如GSH即可使酶活性恢復(fù)。后者是砷與酶或蛋白中的兩個(gè)巰基反應(yīng),形成更穩(wěn) 定的環(huán)狀化合物。單巰基供體不能破壞此環(huán)狀化合物使酶活性恢復(fù),只有二巰基化合 物供體才能破壞該環(huán)狀結(jié)構(gòu),將巰基游離,使酶活性恢復(fù)。砷與丙酮酸氧化酶輔酶硫 辛酸的反應(yīng),以及用二巰基丙醇(BAL)恢復(fù)其活性就基于這一機(jī)制。此外,砷進(jìn) 入血循環(huán)后,可直接損害毛細(xì)血管,引起通透性改變。
砷化氫,是強(qiáng)烈溶血性毒物,毒作用主要表現(xiàn)為大量溶血引起的一系列變化。溶 血的機(jī)制還不十分清楚,一般認(rèn)為是由于砷化氫和血紅蛋白結(jié)合后形成過氧化物,通 過谷胱甘肽過氧化物酶的作用,大量消耗維持紅細(xì)胞膜完整性的還原型谷胱甘肽 所致。
【臨床表現(xiàn)】
1.急性中毒可因設(shè)備事故或違反操作規(guī)程大量吸入砷化合物所致,但已很少 見。主要表現(xiàn)為呼吸道癥狀,如咳嗽、噴嚏、胸痛、呼吸困難以及頭痛、頭暈、全身 衰弱,甚至煩躁不安、痙攣和昏迷。惡心、嘔吐和腹痛、腹瀉等消化道癥狀出現(xiàn)較 晚。嚴(yán)重者多因呼吸和血管中樞麻痹而死亡。
口服砷化物中毒可在攝入后數(shù)分鐘至數(shù)小時(shí)發(fā)生,主要為惡心、嘔吐、腹痛及血 樣腹瀉、寒戰(zhàn)、皮膚濕冷、痙攣,嚴(yán)重者極度衰弱,脫水、尿少、尿閉和循環(huán)衰竭, 并出現(xiàn)神經(jīng)系統(tǒng)癥狀,興奮、躁動(dòng)不安、譫妄、意識模糊、昏迷,可因呼吸麻痹死 亡。急性中毒恢復(fù)后可有遲發(fā)性末梢神經(jīng)炎,數(shù)周后表現(xiàn)出對稱性遠(yuǎn)端感覺障礙,個(gè) 別可有中毒性肝炎、心肌炎,以及皮膚損害。
砷化氫急性中毒,可在吸入砷化氫數(shù)小時(shí)至十余小時(shí)內(nèi)發(fā)生,出現(xiàn)急性溶血引發(fā) 的癥狀和體征,腹痛、黃疸和少尿三聯(lián)征是砷化氫中毒的典型表現(xiàn)。尿中可見大量血 紅蛋白、血球及管型尿,伴有頭痛、惡心、腹疼、腰痛、胸部壓迫感、皮膚青銅色、 肝脾腫大等癥狀,嚴(yán)重者可導(dǎo)致急性腎衰竭。
2.慢性中毒職業(yè)性慢性中毒主要由呼吸道吸入所致,除一般類神經(jīng)征外,主 要表現(xiàn)皮膚黏膜病變和多發(fā)性神經(jīng)炎。皮膚改變可主要表現(xiàn)為脫色素和色素沉著加 深、掌跖部出現(xiàn)點(diǎn)狀或疣狀角化。飲水型砷中毒患者,皮膚改變更為明顯,表現(xiàn)為擴(kuò) 大的角化斑塊或潰瘍。慢性中毒可發(fā)展為Bowen病、基底細(xì)胞癌和鱗狀細(xì)胞癌。砷 誘導(dǎo)的末梢神經(jīng)改變主要表現(xiàn)為感覺異常和麻木,嚴(yán)重病例可累及運(yùn)動(dòng)神經(jīng),伴有運(yùn) 動(dòng)和反射減弱。此外,呼吸道黏膜受砷化物刺激可引起鼻衄、嗅覺減退、喉痛、咳 嗽、咳痰、喉炎和支氣管炎等。
砷是確認(rèn)的人類致癌物,職業(yè)暴露主要致肺癌和皮膚癌,也有報(bào)道與白血病、淋 巴瘤及肝癌等有關(guān)。 ,砷可通過胎盤屏障并引起胎兒中毒、胎兒體重下降或先天畸形。
【診斷】急性中毒因有明顯接觸史、典型臨床表現(xiàn)及排泄物中有過量砷存在,診 斷并不困難。慢性中毒診斷則需根據(jù)長期砷接觸史,結(jié)合臨床癥狀,特別是皮膚黏膜 改變,多發(fā)性神經(jīng)炎、肝腎功能損害等,以及實(shí)驗(yàn)室檢查綜合診斷。
【處理原則】
1. 急性中毒急性職業(yè)性中毒應(yīng)盡快脫離現(xiàn)場,并使用解毒劑。經(jīng)口中毒者應(yīng) 迅速洗胃、催吐,洗胃后應(yīng)投予氫氧化鐵或蛋白水、活性炭至嘔吐為止并導(dǎo)瀉。一經(jīng) 確診,應(yīng)使用巰基絡(luò)合劑,首選二巰基丙磺酸鈉,肌肉注射,成人5mg/kg ?次,第 一日6?8小時(shí)1次,第二日8?12小時(shí)1次,以后每日1?2次,一療程5?7日,直到尿砷低于50/xg/d。亦可用二巰基丙醇肌內(nèi)注射或二巰基丁二酸鈉靜脈注射,并 輔以對癥治療。
砷化氫中毒需嚴(yán)密監(jiān)視血細(xì)胞變化和腎功能,堿性尿可減少血紅蛋白在腎小管沉 積和引起腎損傷,血漿游離血紅蛋白高于150mg/L時(shí)或少尿是換血的指征。如果發(fā) 生急性腎衰,應(yīng)進(jìn)行血液透析,二巰基丙醇對砷化氫中毒無效。
2. 慢性中毒職業(yè)性慢性砷中毒患者應(yīng)暫時(shí)脫離接觸砷工作,皮膚改變和多發(fā) 性神經(jīng)炎按一般對癥處理。
【預(yù)防】在采礦、冶煉及農(nóng)藥制造過程中,生產(chǎn)設(shè)備應(yīng)采取密閉、通風(fēng)等技術(shù)措 施,減少工人對含砷粉塵的接觸。在維修設(shè)備和應(yīng)用砷化合物過程中,要加強(qiáng)個(gè)人防 護(hù)。醫(yī)學(xué)監(jiān)護(hù)應(yīng)注重皮膚、呼吸道以及肝、腎、血液和神經(jīng)系統(tǒng)功能改變。尿砷監(jiān)測 有助于對工業(yè)衛(wèi)生設(shè)施效果的評價(jià)。