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技术文章

微量元素砷与相关**

 

一、用途广,毒性大

砷,俗称砒,是自然界中普遍存在的元素。我国民间所称的砒霜、雄黄和雌黄都是砷的化合物。据记载,早在公元前1250年左右,人类就开始在生产和生活的许多方面利用砷,并对砷的毒性有了认识,因此砷曾经被用来作为**或毒害他人的毒物。1905年发现了砷化合物606对螺旋体和锥虫引起的**有较好的**作用,于是人们开始研究砷在医药上的应用,研制了多种含砷**,并利用砷剂来**梅毒、变形虫病。有些兴奋剂也含有砷。自古以来,砷一直用于杀虫灭鼠,在农业上当前用无机砷化合物作为杀虫剂、土壤**剂,也用来除莠病和**种子。工业上砷化合物用途也很广,例如皮毛工业用雌黄作脱毛剂,玻璃工业用三氧化二砷作脱色剂,炼钢需要用砷来增强铁的抗腐蚀性和机械性能,半导体元件制造业日益需要高纯度的元素砷和三氯化砷。砷还能用来净化工业气体,脱除废气中的硫;雄黄、雌黄、巴黎绿等可制成色彩鲜艳的颜料。目前至少已有50多种工业生产过程需要用砷,可见砷用途之广泛。

砷是剧毒物质,它的化合物有三价的和五价的,其中三价砷化合物比五价砷化合物的毒性强。三价砷*常见的是三氧化二砷,就是常说的砒霜,民间坦叫信石,是毒性*强的化合物之一,人类口服几毫克就要中毒,吃60—200毫克就可致死。由于每个人的敏感性不一样,中毒量和致死量也就有较大的个体差异。雄黄和雌黄也是常见的砷的硫化物,前者的成分为二硫化二砷,后者的成分为三硫化砷。它们都是黄色固体,可用作黄色颜料。由于它们难溶于水,所以毒性比三氧化二砷低。

砷的急性中毒事件层出不穷,*严重的一次是1900年在英国的曼彻斯特发生的。由于发酵啤酒时使用了含砷葡萄糖,结果7000人发生急性砷中毒,1000人死亡。美国历年因农药中毒死亡的人当中,属于砷中毒的占有相当高的比例。1961年农药中毒死亡111人,其中死于砷农药中毒的29人,占26﹪;1964年农药中毒死亡90人,其中死于砷中毒的38人,占42﹪。由此可见急性砷中毒的严重性。

二、燃煤引起砷中毒

我国是以煤为主要能源的国家,也是煤资源比较丰富的国家。这一点人们往往引为自豪,认为可以尽用而不受惩罚,因此各地集中使用大量未经处理的原煤,燃烧效率低且极大地污染环境,影响人体健康和生态系统。

煤的成分很复杂,含量*多的当然是碳,此外还有氢、氧、硫、磷、氮和许多痕量金属。燃烧时产生多种有害物质,如众所周知的二氧化硫、氮的氧化物、一氧化碳、碳氢化合物等气体污染物。此外还有颗粒物(即煤烟),别小看这些不显眼的煤烟,它们中颗粒较小的成分往往含有许多痕量金,能随呼吸道直接侵入人体,损害健康,有的则粘附在食物中从消化道进入人体。

据统计煤灰中含砷量为10-500微克/克。如按体积浓度计每立方米中含有60—90微克。虽然数量不算多,但燃烧不当时造成的危害却不容忽视。1982年湖南省的一所中学曾发生了一起燃煤引起的食物中毒。事情是这样的:**早饭后约一个半小时,一个班的两名学生**、呕吐,接着其他班也有类似现象,校医以为是煤气中毒,简单处理了一下。直到下午5时,发展到133人中毒,症状大致相似,有的头晕、**、恶心、呕吐,有的**、腹泻;个别的发现眼结膜充血,***。较严重的有34人,由于抢救及时,未造成死。经调查,饭样检出含砷量高达每公斤18.75毫克,呕吐物含砷量每公斤8.125毫克。砷中毒*低量为3—5毫克,致死量60-200毫克,因此确定为吃含砷饭而引起中毒。

砷毒是如何渗入饭中的呢?原来是该校使用的煤含砷量高达15﹪以上,当天烧饭时锅与灶接触不严,且锅灶相距只有10厘米,煤火向锅四周升延,夹带着含砷烟尘侵向锅内,渗入饭中,从而引起众多师生中毒的严重事件。

三、砷引起皮肤黑变病和皮癌

美国西部某州在开采金矿及开设冶炼厂后约5个月,发现该地区40名儿童中有32人患皮炎,并伴有眼睛及鼻道受刺激的现象。矿上的工人也有同样的皮肤症状,还有鼻中膈穿孔的。调查这地区的环境表明,空气中含砷量为每立方米0.06-13毫克,工厂烟囱底部的烟道灰含砷44﹪,自来水中含砷30微克/升,附近地面上有工厂降落的黄色粉尘,含砷量达1.2—4.4﹪。因此把上述现象确定为砷中毒的初期症状。在日本的土吕久矿,生产砒霜50年,周围土壤含砷量高达300-838.2ppm,而对照地区只有5.77ppm,稻谷含砷量为729ppm,因而周围居民寿命短,儿童体弱多病,较普遍地出现皮肤色素沉着。还有许多长期饮用含砷较高的水而导致砷慢性中毒。这种病的主要表现就是皮肤色素沉着,呈雨点状,有的为暗褐色密集斑点分布于全身,以躯干、臀腿等非裸露部位*为明显。由于色素沉着而使皮肤变黑,因此称这类慢性砷中毒为“皮肤黑变病”。

近年来,研究癌症的学者们正在广泛地探索癌的病因,通过各种途径已经发现了一些微量元素与癌症的关系。早在1949年美国学者在一次调查研究中,确认了砷的致癌性,接着英国、法国和日本都先后报道了羊毛浸渍工人由于接触砷化物,因此皮肤癌的发病率较高。1968年发现我国台湾省西南沿海某地区居民饮用含砷量达0.25—0.85ppm的井水,患皮肤癌的特别多。有关人员对37个村庄40421名居民进行了调查,发现428名因砷引起皮肤癌,患病率达工10.59‰,实在惊人。近年在广东省某地也发现了群众因土法生产砒霜,导致居民皮肤癌发病率升高的现象。
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