第四章 重金属中毒
金属和类金属及其合金在工业上应用广泛，尤其在建筑业、汽车、航空航天、电子和其他制造工业以及在油漆、涂料和催化剂生产上都大量使用。各种金属都是通过矿山开采、冶炼、精炼和加工后成为其他工业用的金属原料。因此，从矿山开采、冶炼到加工成金属以及应用这些金属时，都会对车间和工作场所造成污染，给工人健康造成潜在的危害。了解有害金属和类金属的理化特性、接触机会、毒性和毒理作用及可能引起的中毒，在职业医学中具有特殊重要性。
和其他毒物中毒一样，每一种金属因其毒性和靶器官不同而出现不同的临床表现。很多金属具有靶器官性，即在有选择性的器官或组织中蓄积并发挥生物学效应，并因此引起慢性毒性作用。金属也可与有机物结合，改变其物理特性和毒性，如氢化物和羰基化物毒性很大。急性金属中毒多由食入含金属化合物或吸入高浓度金属烟雾或金属气化物所致。在现代工业操作中，这种类型的接触比较少见，常常是由于意外的化学反应、事故或在密闭空间燃烧或焊接造成。低剂量长时间接触金属和类金属引起的慢性毒性作用是目前金属中毒的重点。
了解金属中毒表现，结合职业史可帮助诊断。大多数金属通过代谢可在血和尿中检出从而帮助确立诊断。随着科学技术，特别是医学检测技术的进展，对以前认为是安全的接触剂量可能提出质疑。医学监测和生物学检测对于确定安全接触剂量和诊断是十分重要的。金属毒物在体内代谢过程中，一般主要通过和体内巯基及其他配基形成稳定复合物而发挥生物学作用，正是这种特性构成了应用络合剂疗法治疗金属中毒的基础。治疗金属中毒常用的络合剂有两种，即氨羧络合剂和巯基络合剂。氨羧络合剂中的氨基多羧酸能与多种金属离子络合成无毒的金属络合物并排出体外，如依地酸二钠钙、促排灵。巯基络合剂的碳链上带有巯基，可和金属结合，保护人体的巯基酶系统，免受金属的抑制作用，同时可解救已被抑制的巯基酶，使其活性恢复。如二巯基丙醇、二巯基丙磺酸钠、二巯基丁二酸钠、青霉胺等。
第一节 职业性铅中毒
一、理化特性
铅（lead，Pb)为灰白色重金属。原子量207.20，比重11.3，熔点327℃，沸点1620℃。金属铅质地较软，延展性较大，常温下即可轧铅皮、铅箔。当加热至400℃～500℃时，即有大量铅蒸气逸出，在空气中氧化成氧化亚铅（Pb2O)，并凝集为铅烟。随着熔铅温度升高，还可逐步生成氧化铅（密陀僧，PbO)、三氧化二铅（黄丹，Pb2O3)、四氧化三铅（红丹，Pb3O4)。除了铅的氧化物以外，常用的铅化合物还有碱式碳酸铅[PbCO3•2Pb（OH)2]、铬酸铅（PbCrO4)、醋酸铅[Pb（CH3COO)2•3H2O]、砷酸铅[Pb3（AsO4)]、硅酸铅（PbSiO3)等。金属铅不溶于水，但溶于稀盐酸、碳酸和有机酸，铅尘遇湿和CO2变为PbCO3。铅的化合物多为粉末状，大多不溶于水，但可溶于酸。
二、接触机会
1．铅矿开采及冶炼：工业开采的铅矿主要为方铅矿（硫化铅)、碳酸铅矿（白铅矿)及硫酸铅矿。开矿时，呼吸和消化道接触均为重要途径。在铅冶炼时，混料、烧结、还原和精炼过程中均可接触。在冶炼锌、锡、锑等金属和制造铅合金时，亦存在铅危害。
2．熔铅作业：制造铅丝、铅皮、铅箔、铅管、铅槽、铅丸等，旧印刷业的铸版、铸字，制造电缆，焊接用的焊锡，废铅回收等，均可接触铅烟、铅尘或铅蒸气。
3．铅化合物：铅氧化物常用于制造蓄电池、玻璃、搪瓷、景泰蓝、铅丹、铅白、油漆、颜料、釉料、防锈剂、橡胶硫化促进剂等。铅的其他化合物如醋酸铅用于制药、化工工业，铬酸铅用于油漆、颜料、搪瓷等工业，碱式硫酸铅、碱式亚磷酸铅、硬脂酸铅等用作塑料稳定剂，砷酸铅用作杀虫剂、除草剂等。
三、毒理
1、吸收：铅化合物可通过呼吸道和消化道吸收。生产过程中，铅及其化合物主要以粉尘、烟和蒸气的形式存在，所以呼吸道是主要吸入途径，其次是消化道。铅及其无机铅化合物不能通过完整皮肤，但四乙基铅可通过皮肤和黏膜吸收。铅经呼吸道吸收较为迅速，吸入的氧化铅烟约有40％吸收入血循环，其余由呼吸道排出。铅尘的吸收取决于颗粒大小和溶解度。消化道摄入的铅化合物约有5%～10%通过胃肠道吸收，空腹时可高达45%，缺铁、缺钙及高脂饮食可增加胃肠道对铅的吸收。儿童经过呼吸道和消化道对铅的吸收率明显高于成人。
2、分布：进入血液的铅90%与红细胞结合，其余在血浆中。血浆中的铅一部分是活性较大的可溶性铅，主要为磷酸氢铅（PbHPO4)和甘油磷酸铅，另一部分是血浆蛋白结合铅。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，由软组织转移到骨，并以难溶的磷酸铅[Pb3（PO4)2]形式沉积下来。铅在骨内先进入长骨小梁部，然后逐渐分布于皮质。人体内90%～95%的铅储存于骨内，比较稳定。体内的铅排出缓慢，半减期估计5～10年。
3、代谢：铅在体内的代谢与钙相似，凡能影响钙在体内贮存和排出的因素，均可影响到铅的代谢。当缺钙或因感染、饮酒、外伤、服用酸性药物等改变体内酸碱平衡时，以及骨疾病（如骨质疏松、骨折)，可导致骨内储存的磷酸铅转化为溶解度增大100倍的磷酸氢铅而进入血液，引起铅中毒症状发作或使其症状加重。骨铅与血液和软组织中的铅保持着动态平衡。
4、排泄：体内的铅主要通过肾脏随尿排出，尿中排出量可代表铅吸收状况。少部分铅可随粪便、唾液、汗液、乳汁、月经、脱落的皮屑等排出。乳汁内的铅可影响婴儿，血铅也可通过胎盘进入胎儿体内而影响到子代。
5、毒作用机理：铅中毒机理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。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。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，高尔基体及线粒体肿胀，细胞成熟障碍等。线粒体中存在大量含铁胶粒，散在于胞浆，是铁失利用的结果。铅在细胞内可与蛋白质的巯基结合，干扰多种细胞酶类活性，例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。
到目前为止，在铅中毒机制研究中，对铅所致卟啉代谢紊乱和影响血红素合成的研究最为深入，并认为出现卟啉代谢紊乱是铅中毒重要和较早的变化之一。铅对卟啉代谢和血红素合成的影响见图-1。
卟啉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，目前比较清楚的是铅抑制δ-氨基-γ-酮戊酸脱水酶（ALAD)和血红素合成酶。ALAD受抑制后，δ-氨基-γ-酮戊酸（ALA)形成胆色素原受阻，使血ALA增加并由尿排出。血红素合成酶受抑制后，二价铁离子不能和原卟啉Ⅸ结合，使血红素合成
图-1 血红素的生物合成及铅对合成过程的影响
障碍，同时红细胞游离原卟啉（FEP)增加，使体内的Zn离子被络合于原卟啉Ⅸ，形成锌原卟啉（ZPP)。铅还可抑制δ-氨基-γ-酮戊酸合成酶（ALAS)，但由于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。
目前，铅对神经系统的损害日益受到关注。除了对神经系统的直接毒作用外，还由于血液中增多的ALA可通过血脑屏障进入脑组织，因其与γ-氨基丁酸（GABA)化学结构相似，可与GABA竞争突触后膜上的GABA受体，产生竞争性抑制作用。GABA位于中枢神经的突触前及突触后的线粒体中，因GABA的抑制而干扰神经系统功能，出现意识、行为及神经效应等改变。铅还对脑内儿茶酚胺代谢产生影响，使脑内和尿中高香草酸（HVA)和香草扁桃酸（VMA)显著增高，最终导致中毒性脑病和周围神经病。铅还可损害周围神经细胞内线粒体和微粒体，使神经细胞膜改变和脱髓鞘，表现为神经传导速度减慢。铅可抑制肠壁碱性磷酸酶和ATP酶的活性，使肠壁和小动脉平滑肌痉挛收缩，肠道缺血引起腹绞痛。
铅可影响肾小管上皮线粒体功能，抑制ATP酶活性，引起肾小管功能障碍甚至损伤，造成肾小管重吸收功能降低，同时还影响肾小球滤过率。
四、临床表现：经口摄入大量铅化合物可致急性铅中毒，多表现为胃肠道症状，如恶心、呕吐、腹绞痛，少数出现中毒性脑病。工业生产中急性中毒已极罕见。职业性铅中毒基本上为慢性中毒，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，病情进展可出现以下几个方面的表现：
1．神经系统：主要表现为类神经征、周围神经病，严重者出现中毒性脑病。类神经征是铅中毒早期和常见症状，表现为头昏、头痛、乏力、失眠、多梦、记忆力减退等，属功能性症状。周围神经病分为感觉型、运动型和混合型。感觉型表现为肢端麻木，四肢末端呈手套、袜套样感觉障碍。运动型表现为握力减退，进一步发展为伸肌无力和麻痹，甚至出现“腕下垂”或“足下垂”。中毒性脑病表现为头痛、恶心、呕吐、高热、烦躁、抽搐、嗜睡、精神障碍，昏迷等症状，在职业性中毒中已极为少见。
2．消化系统：表现为食欲不振、恶心、隐性腹痛、腹胀、腹泻或便秘。重者可出现腹绞痛，多为突然发作，部位常在脐周，发作时患者面色苍白、烦躁、冷汗、体位卷曲，一般止痛药不易缓解，发作可持续数分钟以上。检查腹部常平坦柔软，轻度压痛但无固定点，肠鸣减弱，常伴有暂时性血压升高和眼底动脉痉挛。
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；卟啉代谢障碍，点彩红细胞、网织红细胞、碱粒红细胞增多等。
4．其他：口腔卫生不好者，在齿龈与牙齿交界边缘上可出现由硫化铅颗粒沉淀形成的暗蓝色线，即铅线（Burton’s blue line)。部分患者肾脏受到损害，表现为近曲小管损伤引起的Fanconi综合征，伴有氨基酸尿、糖尿和磷酸盐尿；少数较重患者可出现蛋白尿，尿中红细胞、管型及肾功能减退。此外，铅可使男工精子数目减少、活动力减弱和畸形率增加；还可导致女性月经失调、流产、早产、不育等。
五、诊断：我国现行《职业性慢性铅中毒诊断标准》（GBZ37—2002)，将慢性铅中毒分为轻度中毒、中度中毒和重度中毒三级。
六、处理原则
1．观察对象：可继续原工作，3～6个月复查一次或进行驱铅试验明确是否为轻度铅中毒。
2．轻度、中度中毒：治愈后可恢复原工作，不必调离铅作业
3．重度中毒：必须调离铅作业，并根据病www.med126.com/yishi/情给予治疗和休息。如需劳动能力鉴定者按GB/T16180处理。
治疗方法包括：①驱铅疗法：常用金属络合剂驱铅，一般3～4日为一疗程，间隔3～4日，根据病情使用3～5个疗程。首选依地酸二钠钙（CaNa2-EDTA)，每日1.0g静脉注射或加于25％葡萄糖液静脉滴注。二巯基丁二酸钠（Na-DMS)每日1.0g， 用生理盐水或5％葡萄糖液配成5％～10％浓度静脉注射。二巯基丁二酸胶囊（DMSA)副作用小，可口服，剂量为0.5g，每日三次。②对症疗法：根据病情给予支持疗法，如适当休息、合理营养等；如有类神经征者给以镇静剂，腹绞痛发作时可静脉注射葡萄糖酸钙或皮下注射阿托品。
七、预防：降低生产环境空气中铅浓度，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：
（1)用无毒或低毒物代替铅：如用锌钡白、钛钡白代替铅白制造油漆，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；
（2)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；
（3)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；
（4)控制熔铅温度，减少铅蒸气逸出。我国车间空气中铅的最高容许浓度为：铅烟0.03mg/m3；铅尘0.05mg/m3。短时间接触容许浓度为：铅烟0.09mg/m3；铅尘0.15mg/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．职业禁忌证：贫血、神经系统器质性疾患、肝肾疾患、心血管器质性医.学全在线疾患。
第二节 职业性汞中毒
一、理化特性
汞（mercury，Hg)俗称水银，为银白色液态金属，原子量200.59，比重13.6，熔点-38.9℃，沸点356.6℃。汞在常温下即能蒸发，气温愈高蒸发愈快，空气流动时蒸发更多；汞蒸气比重6.9。汞表面张力大、粘度小，易流动，在生产和使用过程中流散或溅落后即形成很多小汞珠，且可被泥土、地面缝隙、衣物等吸附，增加蒸发表面积并成为作业场所的二次污染源。汞不溶于水和有机溶剂，可溶于热硫酸、硝酸和类脂质。汞可与金银等金属生成汞合金（汞齐)。
二、接触机会
汞矿开采与冶炼，尤其是土法火式炼汞，除了职业接触外，还严重污染空气、土壤和水源。电工器材、仪器仪表制造和维修，如温度计、气压表、血压计、石英灯、荧光灯等。用汞作阴极电解食盐生产烧碱和氯气，塑料、染料工业用汞作催化剂。生产含汞药物及试剂，用于鞣革、印染、防腐、涂料等；用汞齐法提取金银等贵金属，用金汞齐镀金及镏金；口腔科用银汞齐填补龋齿；军工生产中，用雷汞制造雷管做起爆剂；在原子能工业中用汞作钚反应堆冷却剂等。
三、毒理
1、吸收：金属汞主要以蒸气形式经呼吸道进入体内。由于汞蒸气具有脂溶性，可迅速弥散，透过肺泡壁被吸收，吸收率可达70％以上；空气中汞浓度增高时，吸收率也增加。金属汞很难经消化道吸收，但汞盐及有机汞化合物易被消化道吸收。
2、分布及代谢：汞及其化合物进入机体后，最初分布于红细胞及血浆中，以后到达全身很多组织。最初集中在肝，随后转移至肾脏，主要分布在肾皮质，以近曲小管上皮组织内含量最多。汞在体内可诱发生成金属硫蛋白（metallothionein)，这是一种低分子富含巯基的蛋白质，主要蓄积在肾脏，对汞在体内的解毒和蓄积以及保护肾脏起一定作用。汞可通过血脑屏障进入脑组织，并在脑中长期蓄积。汞也易通过胎盘进入胎儿体内，影响胎儿发育。
3、排泄：汞主要经肾脏随尿排出，在未产生肾损害时，尿汞的排出量约占总排出量的70%；但尿汞的排出很不规则，且较为缓慢，停止接触后十多年，尿汞仍可超过正常值。少量汞可随粪便、呼出气、乳汁、唾液、汗液、毛发等排出。汞在人体内半减期约60天。
4、毒作用机理：汞中毒的机制尚不完全清楚。汞进入体内后，在血液内通过过氧化氢酶氧化为二价汞离子（Hg2+)。Hg2+与蛋白质的巯基（-SH)具有特殊亲和力，而巯基是细胞代谢过程中许多重要酶的活性部分，当汞与这些酶的巯基结合后，可干扰其活性甚至使其失活，如汞离子与GSH结合后形成不可逆复合物而损害其抗氧化功能；与细胞膜表面上酶的巯基结合，可改变酶的结构和功能。汞与体内蛋白结合后可由半抗原成为抗原，引起变态反应，出现肾病综合征，高浓度的汞还可直接引起肾小球免疫损伤。
汞与巯基结合并不能完全解释汞毒性作用的特点。汞毒性作用的确切机制仍有待进一步研究。
四、临床表现
1．急性中毒：短时间吸入高浓度汞蒸气或摄入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。一般起病急，有发热、咳嗽、呼吸困难、口腔炎和胃肠道症状，继之可发生化学性肺炎伴有发绀、气促、肺水肿等。肾损伤表现为开始时多尿，继之出现蛋白尿、少尿及肾衰。急性期恢复后可出现类似慢性中毒的神经系统症状。口服汞盐可引起胃肠道症状，恶心、呕吐、腹泻和腹痛，并可引起肾脏和神经损害。
2．慢性中毒：慢性汞中毒较常见，主要引起神经精神系统症状。初期表现为类神经征，如头昏、头痛、健忘、失眠、多梦等，部分病例可有心悸、多汗等自主神经系统紊乱现象，病情进一步发展则会出现易兴奋症、震颤和口腔炎三大典型临床表现。易兴奋症是慢性汞中毒特有的精神症状和性格改变，如急躁、易怒、胆怯、害羞、多疑等，性格与情绪都发生明显改变。震颤是神经毒性的早期症状，开始时表现为手指、舌尖、眼睑的细小震颤，多在休息时发生；进一步发展成意向性粗大震颤，也可伴有头部震颤和运动失调。震颤特点为意向性，即震颤开始于动作时，在动作过程中加重，动作完成后停止，被别人注意、紧张或愈加以控制时，震颤程度常更明显加重。震颤、步态失调、动作迟缓等症候群，类似帕金森病，后期可出现幻觉和痴呆。口腔-牙龈炎不及急性中毒时明显和多见，少数患者可有肾脏损害。
实验室检查：急性吸入汞蒸气可有血氧过少及胸部X线弥漫性浸润。肾损伤最早表现为低分子蛋白排出增加，包括N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶，β2-微球蛋白和松香油结合蛋白。
五、诊断：我国现行《职业性汞中毒诊断标准》（GBZ89—2002)，分别将急性和慢性汞中毒分为轻度中毒、中度中毒和重度中毒三级。
六、处理原则：观察对象根据具体情况可进行驱汞治疗，轻度中毒治愈后仍可从事原工作，中度及重度中毒治愈后，不宜再从事毒物作业。如需劳动能力鉴定，按GB/T16180处理。
驱汞治疗主要应用巯基络合剂，常用二巯基丙磺酸钠（Na-DMPS)和二巯基丁二酸钠。急性中毒时，可用二巯基丙磺酸钠125-250mg，肌内注射，每4～6小时一次，2天后125mg，每日一次，疗程视病情而定；慢性中毒时，可用二巯基丙磺酸钠125～250mg，肌内注射，每日一次，连续3天，停4天为一疗程。一般用药3～4疗程。
对症治疗原则与内科相同。急性中毒时应迅速脱离现场，脱去被污染的衣服，静卧保暖；特别要注意的是口服汞盐患者不应洗胃，需尽快服蛋清、牛奶或豆浆等，以使汞与蛋白质结合，保护被腐蚀的胃壁。也可用0.2%～0.5%的活性炭洗胃，同时用50%硫酸镁导泻。
七、预防
1．改革工艺及生产设备，控制工作场所空气汞浓度：用无毒原料代替汞，如电解食盐采用离子膜电解代替汞作阴极，硅整流器代替汞整流器，电子仪表、气动仪表代替汞仪表。实现生产过程自动化、密闭化。加强通风排毒，如从事汞的灌注、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，敞开容器的汞液面可用甘油或5%硫化钠液等覆盖，防止汞蒸气的蒸发；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；可用1g/m3的碘加酒精点燃熏蒸，使空气中的汞生成不易挥发的碘化汞。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。
