金屬、類金屬中毒——砷及砷化氫

 　　中國預防醫學科學院中毒控制中心研究員 周曉蓉

　　砷(Arsenic,As)

　　一、理化性質

　　砷元素有灰、黃、黑色三種同素異形體，質脆而硬，具有金屬性。原子量74.9，熔點818℃，沸點615℃，可升華。不溶于水，可溶于硝酸和王水，生成砷酸(H3AsO4)。砷在常溫下緩慢氧化，加熱時迅速燃燒成三氧化二砷(As203)，又名亞砷酐，俗稱砒霜、砒石、信石、石砒。為白色粉末，微溶于水，易升華(193℃)。

　　常見的砷化合物有三氧化二砷(As203)、五氧化二砷(As205)、砷酸鈣[Ca3(As204)2]、砷酸鉛[Pb3(As204)2]、砷酸(H3As304)、亞砷酸鈉(NaAsO2)及有機砷化合物如甲基腫酸鋅、甲基腫酸鈣、甲基腫酸鐵銨等。

　　二、接觸機會

　　1、冶煉

　　砷在自然界主要以硫化物形式存在，如雄黃(As2S2)、雌黃(As2S3)等，常以混合物的形式與其他金屬共生。冶煉方法主要是焙燒雄黃礦石，也可在其他夾雜砷化合物的金屬礦石如鎢、銻、鉛、鋅、銅等礦石的煙筒灰與礦渣中(含粗三氧化二砷)提取，經升華可得純品砷。還可用粗砷加熱還原或通入氯氣生成三氯化砷，進一步用氫還原制成純砷。

　　砷與鉛、銅制造合金，可增強耐磨性能、抗腐蝕性能，可用于制造汽車散熱器和軸承等。在生產過程中如防護不當，易引起中毒。

　　2、農藥制造

　　砷是制造殺鼠劑、殺蟲劑的原料。如用砷生產砷酸鉛、砷酸鈣、亞砷酸鈉、亞砷酸鈣、五氧化二砷等殺蟲劑、甲基腫酸鋅即稻肢腳青、甲基胂酸鈣即稻寧、甲甚腫酸鐵銨即田胺等殺菌劑。砷酸鈉等可用作木材防腐劑、除銹劑、除草劑等。

　　3、制藥

　　砷化物用以制造抗癌藥、抗梅毒藥、枯痔散、某些外用中藥等。

　　4、半導體工業

　　制造砷化鎵等，也是染料原料、玻璃脫色劑。

　　5、環境接觸

　　由于工業廢渣排放不當造成環境污染，可致污染食品、水源。特殊地區(如內蒙古、新疆及臺灣等地)土壤中含砷量高而影響水源，均可有接觸機會。

　　三、毒性

　　職業中毒主要通過呼吸道吸收，經皮膚吸收較慢。進入體內的砷，隨血液分布至全身組織，主要為肝、腎、胃腸道等，可很快從血中清除，一次攝入砷化合物，10天內可排出90%，主要經腎臟排出。體內主要蓄積在骨路、毛發、指甲、皮膚等組織中。

　　三價砷毒性最強，人口服砒霜0.01～0.05克可發生急性中毒，致死量為0.06～0.6克。五氧化二砷、三氯化砷毒性次之。雄黃和雌黃水溶性低，毒性較小。元素砷則基本無毒，有機胂農藥一般毒性較低。但用作制造軍用毒劑原料的有機胂化合物毒性較高。

　　四、臨床表現

　　職業性急性中毒較少見。而亞急性中毒多在吸入高濃度煙塵后發生。皮膚接觸可發生接觸性皮炎。暴露部位呈密集成片的深紅色米粒大小的丘疹，常伴有眼結膜充血、羞明、流淚、咽部紅腫、咳嗽、咯痰等刺激癥狀。

　　口服中毒多因誤服砷化物污染的食品或飲水引起，首先引起嚴重的胃腸炎癥狀，繼之出現神經系統損害、慢性中毒。三氧化二砷生產工人及冶煉作業工人，因長期吸入超標含砷煙塵，砷污染區人群或長期服用砷劑藥物等可發生慢性砷中毒。

　　臨床表現有多樣性皮膚損害，色素沉著、皮膚角化過度及疣狀增生，三種改變常同時存在。色素沉著可波及全身，呈雨點狀或花斑狀，尤以身體非暴露部位多見。角化過度以手掌及足底較明顯。皮下可呈谷粒狀硬節，逐漸隆起成角狀物，可聯合成較大的疣狀物或壞死，因而繼發感染，形成潰瘍，可轉變為皮膚癌。

　　患者尿砷、發砷往往增高，常與接觸砷的程度呈平行關系。脫離接觸數年后，尿砷逐漸恢復正常。但皮膚損害則長期持續存在。

　　砷已被公認為致癌物。皮膚癌表現為非暴露部位丘疹樣隆起的角化過度或鱗狀角化斑。皮膚原發癌進展緩慢，可以持續數年不轉移。砷作業人群中肺癌發病率升高，臨床表現與病理類型與一般人群的肺癌相似，但大多具有神經皮膚損害。

　　實驗室檢查可作尿砷檢查。由于砷在自然界中分布廣泛，生活中有微量砷攝入，正常情況下，尿中有微量砷。但正常值地區差異很大。評價尿砷值，應參考當地正常值。

　　五、處理

　　1、急性中毒

　　中毒患者應立即脫離砷化合物的接觸，清洗。

　　特殊解毒劑可用二巰丙磺鈉、二巰丁二鈉，有較好驅砷效果，應盡早應用。

　　對癥治療：維持水及電解質平衡，注意保護肝、腎、心、腦等重要器官功能。積極搶救休克、急性腎功能衰竭、中毒性心肌炎、中毒性肝病、貧血及周圍神經病等。

　　2、慢性中毒

　　患者首先應脫離接觸，用絡合劑二巰丙磺鈉或二巰丁二鈉驅砷治療。

　　對皮膚角化過度、皮疹，要交替使用二巰丙醇油膏和可的松軟膏。

　　砷性皮膚原位癌常為多發，局部切除后仍不能完全防止復發與轉移。

　　六、預防

　　1、加強生產過程自動化、機械化、密閉化改造，使工作環境得以改善。

　　2、加強個人防護與安全生產知識教育。

　　3、對各種含砷廢氣、廢水、廢渣應予以凈化和回收處理，禁止污染環境。

　　4、砷作業工人應每年進行一次職業體檢并監測尿砷。

　　5、有嚴重肝臟疾病、嚴重神經系統與造血系統疾病及嚴重皮膚病患者，不得從事砷作業。

　　砷化氫(Arsine,AsH3)

　　一、理化性質

　　砷化氫為無色帶有大蒜氣味、又無明顯刺激性的氣體。分子量77.95，熔點-116.3℃，沸點-55℃，略溶于水，可溶于酸、堿、乙醇、甘油，可著火燃燒，生成As2O3，加熱至230℃則可分解為元素砷及氫氣。

　　砷化氫無工業使用價值，它既不能作工業原料，也非產品，而是生產過程產生的有毒廢氣。

　　二、接觸機會

　　1、砷多以硫化砷的形式廣泛夾雜于各種金屬礦中，如鋅、錫、銻、鉛、鎳等礦中。此類礦石在加工、貯存過程與工業硫酸或鹽酸等反應時可產生大量砷化氫。由于冶煉中含砷物質與鈣結合生成砷化鈣，砷化鈣遇水即可生成砷化氫。因此，大量的砷化氫中毒事故是因用水澆熄熾熱的金屬礦渣，或堆放的礦渣遇潮而產生砷化氫后所引起。

　　2、生產或使用乙炔、生產合成染料、氰化法提取金銀等生產活動中可產生砷化氫。

　　3、由無機砷或有機砷水解可產生砷化氫。如魚艙中海魚腐敗使有機砷轉化為砷化氫致使下艙工人中毒。

　　三、毒性

　　砷化氫屬高毒類氣態毒物。主要經呼吸道侵入體內，可迅速吸收入血，隨血液循環分布于全身各臟器，其中以肝臟含量最多，其次為腎、心及大腦。主要經腎隨尿排出。砷化氫與紅細胞結合形成砷—血紅蛋白復合物，導致溶血，引起急性腎功能衰竭。

　　砷化氫在空氣中濃度僅為0.3mg/m3時即可引起急性中毒，中毒嚴重程度與吸入量有明顯關系。

　　四、臨床表現

　　急性砷化氫中毒起病急，依次出現以急性血管內溶血及急性腎功能損害為主的各種表現。

　　1、輕型

　　起病有頭暈、頭痛、食欲不振、乏力、心慌、氣短等，繼而發生低燒、惡心、嘔吐、腰部酸痛、尿色深黃甚至呈褐色，進而可見明顯黃疸。此時化驗檢查，可見尿蛋白陽性、尿膽原陽性，尿中紅細胞少量，尿潛血強陽性，尿砷增高。

　　此型患者應立即脫離接觸，經及時治療，2～3天后癥狀即可消退，并能完全康復。

　　2、重型

　　若在短時吸入高濃度砷化氫，可在數小時內出現明顯癥狀，有畏寒、高熱、明顯腰痛、尿呈醬油色甚至為黑色，繼而可見黃疸。實驗室可見尿砷明顯增高，出現嚴重溶血。腎區劇烈疼痛，出現嚴重的急性腎功能衰竭癥狀，少尿，血壓升高，甚至發生肺水腫、高血鉀、急性心力衰竭而淬死。

　　五、處理

　　急性砷化氫中毒患者應立即脫離事故現場，無論有無不適癥狀，均應觀察48小時。

　　1、輕度中毒

　　治療要點是控制溶血。可給予地塞米松、維生素C、B族及靜脈點滴糖鹽水增加尿量，以促使有害物質排泄，注意保肝。

　　急性砷化氫中毒所致溶血輕者具有自限性，一般在24小時至7天內自行停止。

　　2、重度中毒

　　以阻斷和減輕血管內溶血、保護腎臟為治療重點。防治急性腎功能衰竭的措施有：

　　(1)保護腎臟。補充堿性溶液，以堿化尿液，減輕腎小管阻塞;給予25%甘露醇60～100ml在5分鐘內靜脈注射完畢，觀察尿量;可用速尿、多巴胺以降低腎血管阻力，改善腎內血流量分配，可促進排尿。

　　(2)血液凈化療法。血液透析可每日或隔日一次。

　　金屬絡合劑的應用。當病情明顯好轉、腎功能恢復正常后，若尿砷較高，可考慮用二巰丙磺鈉驅砷，以1～3個療程為宜。

　　六、預防

　　由于砷化氫為工業生產中的廢氣，凡可能產生砷化氫的工業部門應加強管理，作好安全生產教育。作好每年一次定期體檢及上崗前的健康體檢，凡有嚴重貧血、先天性葡萄糖—6—磷酸脫氫缺乏癥、神經及精神疾患及嚴重肝、腎、心臟疾患，均不宜從事砷化氫作業。