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金属与类金属的毒理

(一)铅(Pb

原子量:207.2

1.理化特性

铅为一种质地较软、具有易锻性的蓝灰色金属。比重11.3,熔点327C,沸点1525C。加热至4005000C时,即有大量铅蒸气逸出,在空气中氧化成氧化亚铅,并凝集为铅烟。随着熔铅温度升高,还可逐步生成氧化铅、三氧化二铅、四氧化三铅。所有铅氧化物都以粉末状态存在,并易溶于酸。

2.接触机会

(1) 铅矿开采及冶炼 熔铅作业 均可接触铅烟、铅尘或铅蒸气。

2)铅氧化物常用于制造蓄电池、玻璃、搪瓷、铅丹、铅白、油漆、颜料、釉料、防锈剂的生产中。

3.毒理

在生产环境中,呼吸道是主要吸收途径,其次是消化道。

血循环中的铅早期主要分布于肝、肾、脑、皮肤和骨骼肌中,数周后,铅由软组织转移到骨,并以难溶性的磷酸铅形式沉积下来。人体内90%95%的铅储存于骨。

中毒机制,铅中毒机制在某些方面尚有待研究。铅作用于全身各系统和器官,主要累及血液及造血系统、神经系统、消化系统、血管及肾脏。

1)铅对红细胞,特别是骨髓中幼稚红细胞具有较强的毒作用,形成点彩细胞增加。

2)在铅作用下,骨髓幼稚红细胞可发生超微结构的改变,如核膜变薄,胞浆异常,高尔基复合体及线粒体肿胀,细胞成熟障碍等。

3)铅在细胞内可与蛋白质的琉基结合,干扰多种细胞酶类活性,如铅可抑制细胞膜三磷酸腺苷酶,导致细胞内大量钾离子丧失,使红细胞表面物理特性发生改变,寿命缩短,脆性增加,导致溶血。

4)铅可使大脑皮层兴奋与抑制的正常功能发生紊乱,皮层-内脏调节障碍,使末梢神经传导速度降低。

5)铅可致外周血管痉挛和肾脏受损。

到目前为止,在铅中毒机制研究中,对铅所致卟琳代谢紊乱和影响血红素合成的研究最为深入,并认为出现卟琳代谢紊乱是铅中毒重要和较早的变化之一。铅对卟琳代谢和血红素合成的影响,见教材图41

卟淋代谢和血红素合成是在一系列酶促作用下发生的。在这个过程中,目前比清楚的是 铅抑制δ-氨基-γ-酮戊酸脱水酶 (ALAD)和血红素合成酶。其结果是:

(1) ALAD受抑制后,ALA 形成胆色素原受阻,使血ALA增加,并由尿排出。

2)血红素合成酶受抑制后,二价铁离子不能和原卟琳结合,使血红素合成发生障碍,同时红细胞游离原卟琳(FEP)增加,使唤体内的Zn离子被络合于原卟琳IX,形成锌原卟琳 (ZPP)

由于ALA合成酶受血红素反馈调节,铅对血红素合成酶的抑制又间接促进ALA合成酶的生成。

4.毒作用表现

工业生产中,急性中毒已极罕见。职业性铅中毒基本上均为慢性中毒,早期表现为乏力、关节肌肉酸痛、胃肠道症状等。随着接触增加,病情进展可表现为以下几个方面。

1)神经系统。主要表现为类神经征、外周神经炎,严重者出现中毒性脑病。

2)消化系统。主要表现为食欲不振、恶心、隐性腹痛、腹胀、腹泻或便秘。严重者可出现腹绞痛(也称铅绞痛)。

3)血液及造血系统。可有轻度贫血,多呈低色素正常细胞型贫血;点彩红细胞、网织红细胞、碱粒红细胞增多等。

4)其它部分患者可出现肾脏的损害。女工可引起月经失调、流产等。

5.处理原则

(1)处理原则

铅吸收。可继续原工作,3~6个月复查一次。

轻度中毒。驱铅治疗后可恢复工作,一般不必调离原工作。

中度中毒。驱铅治疗后原则上调离铅作业。

重度中毒。必须调离铅作业,并给予治疗和休息。

2)治疗方法

驱铅治疗 首选依地酸二钠钙(CaNa2-EDTA)及巯基络合剂。

对症治疗 同内科治疗。

6.预防原则

降低生产环境中空气铅浓度,使之达到卫生标准是预防的关键,同时应加强个人防护。

1)降低铅浓度。

加强工艺改革,使生产过程机械化、自动化、密闭化。如铅熔炼用机械浇铸代替手工操作;蓄电池制造采用铸造机、涂膏机、切边机等,以减少铅尘飞扬。

加强通风。如熔铅锅、铸字机、修版机等均可设置吸尘排气罩,抽出烟尘需净化后再排出。

控制熔铅温度,减少铅蒸气逸出。

以无毒或低毒物代替铅。如用锌钡白、钛钡白代替铅自制造油漆;用铁红代替铅丹制造防锈漆。用激光或电脑排版代替铅字排版等。

车间铅的最高容许浓度为:铅烟0.03mg/m3;铅尘0.05mg/m3

2)加强个人防护和卫生操作制度。

铅作业工人应穿工作服,戴滤过式防尘、防烟口罩。严禁在车间内吸烟、进食;饭前洗手,下班后淋浴。坚持车间内湿式清扫制度,定期监测车间空气中铅浓度和设备检修。定期对工人进行体检,有铅吸收的工人应早期进行驱铅治疗。妊娠及哺乳期女工应暂时调离铅作业。

3)职业禁忌症:贫血、神经系统器质性疾患、肝肾疾患、心血管器质性疾患。

(二)汞(Hg

原子量200.59

1.理化特性

汞,俗称水银,为银白色液态金属。比重13.5 熔点 –38.9 0C,沸点356.60C 在常温下即能蒸发,蒸气比重6.9。汞表面张力大,溅落地面后即形成很多小汞珠,且可被泥土、地面缝隙、衣物等吸附,增加蒸发表面积。汞不溶于水和有机溶剂,可溶于稀硝酸和类脂质。可与金银等金属生成汞合金(汞齐)

2.接触机会

(1) 汞矿开采与冶炼。

2)电工器材、仪器仪表制造和维修,如温度计、气压表、血压计、极谱仪、整流器、石英灯、荧光灯等。

3)化工生产烧碱和氯气用汞作阴极电解食盐,塑料、染料工业用汞作催化剂。

4)生产含汞药物及试剂,用于鞣革、印染、防腐、涂料等。

5)用汞齐法提取金银等贵金属,用金汞齐镀金及馏金。

6)军工生产中,用雷汞制造雷管做起爆剂。

7)口腔科用银汞齐补牙等。

3.毒理

金属汞主要以蒸气形式经呼吸道进入体内。吸收率可达70%以上。金属汞很难经消化道吸收,但汞盐及有机汞易被消化道吸收。汞及其化合物可分布到全身很多组织,最初集中在肝,随后转移至肾.汞在体内可诱发生成金属硫蛋白,这是一种低分子富含疏基的蛋白质,主要蓄积在肾脏,可能对汞在体内的解毒和蓄积以及保护肾脏起一定作用。汞易透过血-脑屏障和胎盘,并可经乳汁分泌。汞主要经尿和粪排出,少量随唾液、汗液、毛发等排出。汞在人体内半减期约60天。

中毒机制:汞毒作用的确切机制仍有待进一步研究。一般认为,汞进人体内后,与蛋白质的巯基 (SH)具有特殊亲和力。由于巯基是细胞代谢过程中许多重要酶的活性部分,当汞与这些酶的基结合后,可干扰其活性,如汞离子与GSH结合后形成不可逆复合物而干扰其抗氧化功能;与细胞膜表面酶的疏基结合,可改变其结构和功能。但汞与琉基结合并不能完全解释汞毒性作用的特点。

4.毒作用表现

(1) 急性中毒

短时间吸人高浓度汞蒸气或摄大可溶性汞盐可致急性中毒,多由于在密闭空间内工作或意外事故造成。较少见。

2)慢性中毒

慢性汞中毒较常见,早期表现为类神经征,如易兴奋、激动、焦虑、记忆力减退和情绪波动。随病情发展可表现为三大典型症状: 易兴奋、口腔炎、震颤。少数患者可有肾脏损害。

5.处理原则

患者应脱离汞接触作业,进行驱汞及对症治疗。口服汞盐患者不应洗胃,需尽快服蛋清、牛奶或豆浆,以使汞与蛋白质结合,保护被腐蚀的胃壁。也可用活性炭吸附汞。驱汞治疗主要应用疏基络合剂。

1. 预防原则

1)改革工艺及生产设备,控制工作场所空气汞浓度。

电解食盐采用离子膜电解代替汞作阴极的电解,硅整流器代替汞整流器,电子仪表、气动仪表代替汞仪表。

从事汞的灌注、分装应在通风柜内进行,操作台设置板孔下吸风或旁侧吸风。

为防止汞污染和沉积,车间地面、墙壁、天花板、操作台宜用不吸附汞的光滑材料。操作台和地面应有一定倾斜度,以便清扫与冲洗,低处应有贮水的汞吸收槽。对排出的含汞蒸气,应用碘化或氯化活性炭吸附净化。

2)加强个人防护,建立卫生操作制度。接汞作业应穿工作服,戴防毒口罩或用2.5%10%碘处理过的活性炭口罩,工作服应定期更换、清洗除汞并禁止携出车间。班后、饭前要洗手、漱口,严禁在车间内进食、饮水和吸烟。

3)职业禁忌证。患有明显口腔疾病,胃肠道和肝、肾器质性疾患,精神神经性疾病。妊娠和哺乳期女工应暂时脱离汞接触。

(三)锰 (Mn)

1.理化特性

为浅灰色金属,反应活泼,溶于稀酸。比重7.2,熔点12440C,沸点19620C 质脆。

2.接触机会

(1) 锰矿开采、运输和加工,制造锰合金。

2)锰化合物用于制造干电池、焊料、氧化剂和催化剂等。用锰焊条电焊时,可发生锰烟尘。

3.毒理

生产中过量吸入锰烟及锰尘可引起中毒。

慢性中毒主要表现为锥体外系神经障碍,但毒作用机制不十分清楚。

1)锰对线粒体有特殊亲和力,在富有线粒体的神经细胞和神经突触中,抑制线粒体三磷酸腺苷酶和溶酶体中的酸性磷酸酶活力,从而影响神经突触的传导能力。

2)锰还引起多巴胺和5-羟色胺含量减少。此二者均具有抑制突触递质,对抗乙酰胆碱的作用,因此锰中毒时脑基底节内多巴胺和5-羟色胺及其降解产物减少,可部分地解释锰的神经毒作用。

3)锰又是一种拟胆碱样物质,可影响胆碱酯酶合成,使乙酰胆碱蓄积,此与锰中毒时出现震颤麻痹有关。

4.毒作用表现

慢性锰中毒早期主要表现为类神经征,继而出现锥体外系神经受损症状,肌张力增高,手指明显震颤,健反射亢迸,并有神经情绪改变;严重患者锥体外系神经障碍恒定而突出,表现为帕金森病样症状。

5.防治原则

1)接触锰作业应采取防尘措施和佩带防毒口罩,禁止在工作场所吸烟和进食。

2)早期可用金属络合剂如依地酸二钠钙等治疗,并适当给予对症治疗.

3)肌张力增强者可用安坦或左旋多巴治疗。

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