生产过程中的毒物及其影响

在一定条件下，以较小剂量即可引起机体急性或慢性病理变化甚至危及生命的化学物质称为毒物(poison)。生产过程中产生的，存在于工作环境空气中的毒物称为生产性毒物(productive toxicant)。劳动者在生产劳动过程中过量接触生产性毒物可引起职业中毒。

一、生产性毒物的来源和存在形态

生产性毒物的来源有多种形式，可来自于原料、中间产品(中间体)、辅助原料、成品、夹杂物、副产品或废弃物，有时也可来自热分解产物及反应产物，例如聚氯乙烯塑料加热至160～170℃时可分解产生氯化氢，磷化铝遇湿分解生成磷化氢。

在生产环境中的毒物可以固体、液体、气体或气溶胶的形式存在。

气体指常温、常压下呈气态的物质，如氯气、一氧化碳、二氧化硫等;固体升华、液体蒸发或挥发可形成蒸气，前者如碘，后者如苯、甲苯等。凡沸点低、蒸气压大的液体都易产生蒸气。

雾为悬浮于空气中的液体微粒，蒸气冷凝或液体喷洒可形成雾，如电镀铬时的酸雾、喷漆作业时的漆雾。

烟是指悬浮于空气中直径小于0．1μm的固体微粒，金属熔融时产生的蒸气在空气中迅速冷凝、氧化可形成烟，如熔炼铅、铜时的铅烟、铜烟;有机物加热或燃烧时，也可形成烟。

固体物质经碾磨或机械粉碎时可产生粉尘，粉尘为能较长时间悬浮在空气中的固体微粒，其粒子大小多在0．1～10μm。飘浮在空气中的粉尘、烟和雾，统称为气溶胶。

二、接触机会

接触生产性毒物主要有以下环节，如原料的开采与提炼，加料和出料;成品的处理、包装;材料的加工、搬运、储藏;化学反应控制不当或加料失误而引起冒锅和冲料，储存气态化学物钢瓶的泄漏，作业人员进入反应釜出料和清釜，物料输送管道或出料口发生堵塞，废料的处理和回收，化学物的采样和分析，设备的保养、检修等。

此外，有些作业虽未应用有毒物质，但在一定条件下亦有机会接触到毒物，甚至引起中毒。例如，在有机物堆积且通风不良的场所(地窖、矿井下的废巷、化粪池、腌菜池等)作业接触硫化氢，含砷矿渣的酸化或加水处理时接触砷化氢而发生急性中毒。

三、生产性毒物进入人体的途径

在生产中毒物主要经呼吸道吸收进入人体;其次可经皮肤和消化道进入。

1．呼吸道 蒸气和气溶胶状态的毒物均可经呼吸道迅速进入人体，大部分生产性毒物均由此途径进入人体。经呼吸道吸收的毒物未经肝脏的生物转化解毒过程即直接进入体循环并分布全身，故其毒性作用发生较快。气态毒物经过呼吸道吸收受许多因素的影响，首先与毒物在空气中的浓度或肺泡气在血浆中的分压有关。浓度高，则毒物在呼吸膜内外的分压差大，进入机体的速度就较快。其次，与毒物的分子量及其血/气分配系数有关。分配系数大的毒物，易吸收。例如，二硫化碳的血/气分配系数为5，苯为6．85，甲醇为1700，表明甲醇较二硫化碳和苯更易被吸收入血。气态毒物进入呼吸道的深度还取决于其水溶性程度，水溶性较大的毒物如氨，易在上呼吸道吸收，除非浓度较高，一般不易到达肺泡;水溶性较差的毒物如光气、氮氧化物等，因其对上呼吸道的刺激较小，故易进入呼吸道深部。此外，劳动强度、肺的通气量与肺血流量以及生产环境的气象条件等因素也影响毒物在呼吸道中的吸收。

气溶胶状态的毒物在呼吸道的吸收情况颇为复杂，受气道的结构特点、粒子的形状、分散度、溶解度以及呼吸系统的清除功能等多种因素的影响。

2．皮肤 皮肤对外来化合物具有屏障作用，但有些毒物如苯胺、三硝基甲苯等氨基和硝基化合物、有机磷酸酯类化合物、氨基甲酸酯类化合物、金属有机化合物(四乙铅)等可通过完整皮肤进入体内而引起中毒。毒物主要通过表皮细胞，也可通过皮肤的附属器，如毛囊、皮脂腺或汗腺进入真皮而被吸收入血;但皮肤附属器仅占皮肤表面积的0．1%～0．2%，只能吸收少量毒物，故实际意义并不大。经皮吸收的毒物也不经肝脏的生物转化解毒过程即直接进入体循环。

此外，毒物的浓度和黏稠度、接触皮肤的部位和面积、环境的温度和湿度等均可影响毒物经皮吸收。

3．消化道 在生产过程中，毒物经消化道摄入所致的职业中毒甚为少见，常见于意外事故。但由于个人卫生不良或食物受毒物污染时，毒物可经消化道进入体内。有的毒物如氰化物可被口腔黏膜吸收。

四、毒物在体内的过程

1．分布 毒物被吸收进入血液以后，随血液循环分布到全身。毒物在体内分布的情况主要取决于其进入细胞的能力及其与组织的亲和力。大多数毒物在体内分布是不均等的，相对集中于体内某些组织器官，如铅、氟集中于骨骼，一氧化碳集中于红细胞。在组织器官中相对集中的毒物呈动态变化，随时间的推移而有所变动。最初，常分布于血液循环充沛且易透过细胞膜的组织器官，随后逐渐移向血液循环较差的部位。

2．生物转化 进入机体的毒物，能在体内蓄积，因为它被吸收后，较难被排出。有的直接作用于靶部位产生毒效应，可以原形排出。但多数毒物吸收后发生生物转化(biotransformation)，即在体内代谢酶的作用下，其化学结构发生一系列改变，形成其衍生物以及分解产物，亦称代谢转化。

毒物在体内的生物转化主要包括氧化、还原、水解和结合(或合成)四类反应。毒物经生物转化后，亲脂性化合物最终变为更具极性和水溶性的物质，更有利于经尿或胆道排出体外;同时，也使其透过生物膜进入细胞的能力以及与组织成分的亲和力减弱，从而消除或降低其毒性。但是，也有不少毒物经生物转化后其毒性反而增强，或由无毒而成为有毒。许多致癌物如芳香胺、苯并芘(a)等，均可经代谢转化而被活化。

3．排出 毒物可以原形或代谢物的形式从体内排出。排出的速度对其毒效应有较大影响，排出缓慢的，其潜在的毒效应相对较大。

(1)肾脏:是排泄毒物及其代谢物极有效的器官，许多毒物均由此排出，其排出速度除受肾小球滤过率、肾小管分泌及重吸收作用的影响外，还取决于被排出物本身的分子量、脂溶性、极性和离子化程度。尿中排出的毒物或代谢物的浓度常与其在血液中的浓度密切相关，所以测定尿中毒物或其代谢物水平，可间接衡量毒物的体内负荷情况，结合临床征象和其他检查，有助于诊断。

(2)呼吸道:气态毒物可经呼吸道以原形排出，例如乙醚、苯蒸气等。排出的方式为被动扩散，排出的速率主要取决于肺泡呼吸膜内外有毒气体的分压差，通气量也影响其排出速度。(www.xing528.com)

(3)消化道、肝脏:也是排泄外源物质的重要器官，尤其对经胃肠道吸收的毒物更为重要。肝脏是许多毒物的生物转化部位，其代谢产物可直接排入胆汁随粪便排出。有些毒物如铅、锰等，可由肝细胞分泌，经胆汁随粪便排出。有些毒物排入肠道后可被肠腔壁再吸收，形成肠肝循环。

(4)其他排出途径:有的毒物如汞可经唾液腺排出;有的如铅、锰、苯等可经乳腺排入乳汁;有的还可通过胎盘屏障进入胎儿，如铅等。头发和指甲虽不是排出器官，但有的毒物可富集于此，如铅、砷等。

毒物在排出过程中也可损害排出器官和组织，如镉可引起肾近曲小管损害，汞可产生口腔炎。

4．蓄积 毒物或其代谢产物在接触间隔期内，如不能完全排出，则可逐渐蓄积于体内，这种现象称为毒物的蓄积。毒物的蓄积作用是引起慢性中毒的基础。若毒物的蓄积部位与其靶器官一致时，则易发生慢性中毒，例如有机汞化合物蓄积于脑组织，可引起中枢神经系统损害。非其毒性作用靶器官的蓄积部位则成为该毒物的“储存库”，如铅蓄积于骨骼内。储存库内的毒物处于相对无活性状态，故此种蓄积在一定程度上属保护机制，对毒性危害起缓冲作用。但在某些生理条件下，如感染、服用酸性药物等，体内平衡状态被打破时，库内的毒物可释放入血液，有可能诱发或加重毒性反应。

有些毒物，停止接触后，因其代谢迅速，在体内的含量很快降低，难以检出，但反复接触仍可引起慢性中毒。例如反复接触低浓度有机磷农药，由于每次接触所致的胆碱酯酶活力轻微抑制的叠加作用，最终引起酶活性明显抑制，而出现所谓功能性蓄积。

五、影响毒物对机体毒性作用的因素

1．毒物的化学结构 物质的化学结构不仅直接决定其理化性质，也决定其参与各种化学反应的能力;而物质的理化性质和化学活性又与其生物学活性和生物学作用有着密切的联系，并在某种程度上决定其毒性。

目前已了解一些毒物的化学结构与其毒性的关系。例如，脂肪族直链饱和烃类化合物的麻醉作用，在3～8个碳原子范围内，随碳原子数增加而增强。据此，可推测某些新化学物的大致毒性和毒性作用特点。

毒物的理化性质对其进入机体的机会及其在体内过程有重要影响。分散度高的毒物，从呼吸道进入的机会多，化学活性也大。挥发性高的毒物，吸入中毒的危险性大，一些毒物绝对毒性虽大，但其挥发性很小，其吸入中毒的危险性并不高。毒物的溶解度也和其毒性作用特点有关，氧化铅较硫化铅易溶解于血清，故其毒性大于后者;苯易溶于有机溶剂，进入体内主要分布于含类脂质较多的骨髓及脑组织，因此，对造血系统、神经系统毒性较大。刺激性气体因其水溶性差异，在呼吸道的作用部位和速度也不尽相同。

2．剂量、浓度和接触时间 不论毒物的毒性大小如何，都必须在体内达到一定量才会引起中毒。空气中毒浓度高，接触时间长，若防护措施不力，则进入体内的量大，容易发生中毒。由于作业时间相对固定，因此降低空气中毒物的浓度，减少毒物进入体内的量是预防职业中毒的重要环节。

3．联合作用 在生产环境中常有几种毒物同时存在，并作用于人体。此种作用可表现为独立、相加、协同或拮抗作用。进行卫生学评价时应注意的是毒物和其他有害因素的相加和协同作用，还应注意生产性毒物与生活性毒物的联合作用。已知环境温度、湿度可影响毒物对机体的毒性作用。在高温环境下毒物的毒性作用一般较常温大。高温环境下毒物的挥发性增加，机体呼吸、循环加快，出汗增多等，均有利于毒物的吸收;体力劳动强度大时，毒物吸收多，机体耗氧量也增多，对毒物更为敏感。

4．个体易感性 毒物对人体的毒性作用有较大的个体差异，接触同一剂量的毒物，不同个体所出现的反应可相差很大。造成这种差异的个体因素很多，如年龄、性别、健康状况、生理状况、营养、内分泌功能、免疫状态及个体遗传特征等。例如葡萄糖－6－磷酸脱氢酶(G－6－PD)缺陷者，对溶血性毒物较为敏感，易发生溶血性贫血;在相同接触条件下，不同ALAD基因型者对铅毒性作用的敏感性亦有明显差异，携带者(AIAD2，铅中毒易感基因)较ALAD1者易发生铅中毒。

六、生产性毒物危害的控制原则

职业中毒的致病原是职业环境中的生产性毒物，故预防职业中毒必须采取综合治疗措施，从根本上消除、控制或尽可能减少毒物对职工的侵害。生产中应遵循“三级预防”原则，具体控制措施可概括为以下几个方面。

1．根除毒物 从生产工艺流程中消除有毒物质，可用无毒或低毒原料代替有毒或高毒原料，但替代物不能影响产品质量，并需经毒理学评价，其实际危害性较小方可应用。由于工艺要求必须使用高毒原料时，应加强通风排毒措施，实行特殊管理。

2．降低毒物浓度 降低人体接触毒物水平，以保证毒物不对接触者产生明显健康危害是预防职业中毒的关键。

(1)技术革新:生产有毒物质的作业，原则上应尽可能应用先进的技术和工艺，采取密闭生产，消除毒物逸散的条件。

(2)通风排毒:在有毒物质生产过程中，如密闭不严或条件不许可，仍有毒物逸散进入作业环境空气中时，应采用局部通风排毒系统，将毒物排出。其中最常用的为局部抽出式通风。为了充分发挥其通风排毒效果，应同时做好毒物发生源的密闭和含毒空气的净化处理。

3．工艺、建筑布局 生产工序的布局应符合职业卫生要求;有毒物逸散的作业，应根据毒物的毒性、浓度和接触人数等对作业区实行区分隔离，以免产生叠加影响。

4．个体防护 是预防职业中毒的重要辅助措施。个体防护用品包括呼吸防护器、防护帽、防护眼镜、防护面罩、防护服和皮肤防护用品等。

在有毒物质作业场所，还应设置必要的卫生设施，如盥洗设备、淋浴室、更衣室和个人专用衣箱。对能经皮吸收或局部作用危害大的毒物还应配备皮肤和眼睛的冲洗设施。

5．职业卫生服务 职业卫生人员除积极参与以上工作外，应对作业场所空气中毒物浓度进行定期或不定期的监测，对接触有毒物质的人群实施健康监护，认真做好上岗前和定期健康检查，排除职业禁忌，发现早期的健康损害，并及时采取有效的预防措施。

6．安全卫生管理 管理制度不全、规章制度执行不严、设备维修不及时及违章操作等往往是导致职业中毒的主要原因。用人单位应依法向卫生行政部门及时、如实申报存在的职业中毒危害项目;使用高毒物品作业的用人单位还应提交“职业中毒危害控制效果评价报告”和“职业中毒事故应急救援预案”等资料，卫生行政部门应当对用人单位所提交的报告及时做出审核决定并书面通知用人单位。未提交有关资料或者未经审核同意的，不得批准该项目的建设、投产和使用。同时应做好管理部门和作业者的职业卫生知识宣传教育工作，使有毒作业人员、企业及安全卫生管理者共同参与职业中毒危害的控制和预防工作。