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摘要:在介绍铊的理化性质及重要用途的基础上,着重论述了铊中毒的临床症状、中毒机理及解毒护理,旨在帮助人们识别、预防有关铊及其化合物引起的中毒事件。
关键词:铊;理化性质;中毒机理;解毒护理
文章编号:1005-6629(2008)07-0073-02中图分类号:G612.3文献标识码:E
2007年5月31日,中国矿业大学发生了一起震惊全国的恶性投毒案件:三名在校大学生不幸中毒,而“罪魁祸首”就是铊―一种稀有的重金属元素。据不完全统计,我国先后发生数十起铊中毒事件,中毒人数上百人。本文在介绍了铊及铊合物的相关性质和重要用途后,重点分析铊中毒的生理症状、中毒机理及解毒护理,已期帮助人们预防和紧急处理由铊引起的中毒事件。
1铊的概述
1861年, 英国科学家William. Crookes利用光谱分析硫酸厂的废渣时首先发现了铊(Tl)元素。因其光谱颜色为翠绿色,就用希腊文Thallos,即绿色之意;英文为Thallium。铊位于元素周期表第六周期ⅢA族。
Tl同Cd、Ge、Ga、Se等均属于自然界存在的典型稀有分散元素,主要存在于地壳中,另外,水体、动植物和人体中也存在着微量的铊元素。铊的天然丰度为0.75μg・g-1,地壳中的平均含量仅为1g・T-1。铊是一种伴生金属,几乎不单独成矿,常作为一些金属冶炼的副产品来回收和提取,如Pb、Zn、Cu等。目前,世界上唯一可以单独开采冶炼回收铊金属的大型铊矿床仅存在于我国的贵州省兴仁县。
1.1铊的性质
铊为银白色稀有金属,质软,呈四角形结晶体,不溶于水和碱溶液,易溶于酸。常温下,铊表面易氧化成深灰色膜,加热至100℃可氧化成黑色氧化铊。铊的部分性质参数如表1所示:
表1 铊的部分性质参数
铊主要形成价态数为Ⅰ和Ⅲ两类化合物(Tl+和Tl3+), 铊盐一般为无色、无味的结晶物。易溶于水,溶于水后形成亚铊化物,有剧毒。常见的有碳酸盐、硫酸盐、硝酸盐和氧化物等,文中提到的铊中毒就是硝酸铊Tl(NO3)3引起的中毒事件。
1.2铊的用途
铊的化合物如硫酸铊Tl2(SO4)3最初在医学上用于脱毛剂,治疗皮肤癣、淋病、梅毒等;在农业上用于灭鼠、杀蚊虫剂。因易误食曾使许多人中毒。从1945年起,世界各国为了避免铊化物对环境污染和引起二次中毒事件,纷纷限制或取消了铊在这些方面的使用。现在铊及铊化物主要应用于现代工业、军事高科技和尖端医学领域等。如表2所示:
表2 铊及铊化物的应用
2 铊中毒与医疗诊治
铊及铊化物均有剧毒,其常见化合物一般均为无色、无味、无嗅,又极易溶于水和常见的各种食品、饮料中。与其他重金属中毒相比,铊中毒相对缓慢,一般在12小时-24小时后症状初显。
2.1铊的毒性及致死浓度
铊及铊化物的毒性要远高于铅和汞,是氧化砷毒性的3倍,属于强烈的神经,人误食后极易引起中毒。成年人铊中毒的总致死量是6mg・kg-1~40mg・kg-1,人体中身体各组织、体液的正常浓度和致死浓度如表3所示[1. 2]:
表3 人体组织和体液正常浓度和致死浓度对比(单位:mg・L-1 )
2.2铊中毒的临床症状
铊中毒后潜伏期较长,发病相对缓慢,中毒者主要表现一些神经系统的症状,医生易误诊为神经系统疾病。所有的神经系统疾病中,最易误诊为格林-巴利(Guillain―Barre)综合症。铊中毒后,其首发症状多具有“无明显诱因、突然发生、无特异性”的特点。常见的临床症状表现如下:
初期症状:恶心,呕吐,腹部绞痛,腹泻等,易被误诊为食物中毒。
后期症状:四肢远端麻木、无力,胸、背、腹部针刺疼痛,行走困难,可能出现神志不清,抽搐等,易被误诊为感染性多发性神经炎。
特殊症状:中毒者第二周开始后,出现脱发,严重者可完全脱落,但一般解毒后可重生。
其他症状还有肺水肿,肝、肾损坏的表现。
2.3 铊的中毒机理
铊和铊化物在体内的中毒机制比较复杂,目前尚未完全清楚,有两种说法最为常见。①铊和铊化物进入体内后,可溶性的铊离子与体内的生物分子(如酶类)中的基团―SH、―NH2、―COOH、―OH等结合,导致其生物活性丧失,从而使组织功能出现障碍,严重者可导致死亡,此种说法类似于煤气中毒原理。②铊与钾离子相关受体结合, 拮抗抑制钾的生理生化作用,尤其是影响体内与钾离子有关的酶系,铊与钠一钾激活的ATP酶系亲和力比钾大10倍。研究还发现,铊离子也可以与维生素B2结合,从而使细胞能量代谢发生改变。
2.4铊的解毒机理与临床治疗
根据患者的生理症状,当确认为铊中毒后,应及时送往医院进行治疗。临床上,当中毒者出现的反应较为严重,甚至出现昏迷和抽搐症状时,应立即进行洗胃,最好进行间断多次洗胃,尽快让未完全吸收的铊排除体外。由铊中毒机制可知,当选择药物进行治疗时,解毒的作用就是要选择一种竞争性更强的螯合药物,与侵入肌体内的铊形成稳定性高的螯合物,使之从酶的活性基中竞争出来,然后排出体外,恢复酶的活性,达到解毒目的[3]。临床上,用于解铊中毒的螯合物常见有以下两种,(1)二乙基氨二硫代甲酸钠(C5H10NS2Na); (2)二巯丙醇(C3H8OS2)。两者与Tl+1螯合反应式分别如下:
Tl+1与二乙基氨二硫代甲酸钠的螯合反应
Tl+1与二巯丙醇的螯合反应
由上述螯合反应可看出,二乙基氨二硫代甲酸钠与Tl+1所形成的螫合是一个不太稳定的四元环结构,而二巯丙醇因有二个活性巯基(―SH)与Tl+1所形成的螫合物却是一个十分稳定的五元环结构。因五元环结构远比四元环结构稳定[4],且二巯丙醇毒性小,选择性强,对人体中的微量元素Zn2+、Ca2+等不会造成流失。
3结束语
近年来,关于铊环境地球化学的研究结果表明:铊等毒害元素随着资源利用,逐渐进入环境的现象是非常明显的。人们在充分利用这些金属元素制造出给人类带来方便的产品的同时,铊和其他重金属中毒事件也屡有发生,而且频率、中毒范围及伤害程度也在与日剧增,严重威胁着人类的生命健康,还需引起社会各方的高度重视。
参考文献:
[1]Iyengar GV,Kollmer WE,Bowen HJM. The elementalcomposi tion of human tissues and body fluids. Berlin:Verlag Chemie, 1978:56.
[2]RandallC. Baselt. Disposition of toxic drugs and chemicalsin- man. Foster city California, Biomedical Publica-tions, 2004:1092.
[3]王夔.生物无机化学.北京:清华大学出版社,1988:208~212.
[4]张样峨.络合化学.北京:冶金工业出版社,1979:6-7, 132-135, 213-214.
编者按:已有报导,二巯丙醇等用于临床疗效不肯定。因铊可置换无毒色素普鲁士蓝中的钾后形成不溶性物质随粪便排出体外,故普鲁士蓝对治疗急慢性铊中毒有一定疗效。