1、第五章 职业毒害与防毒措施第一节 毒性物质类别与有效剂量第二节 毒性物质在化工行业中的分布第三节 化工常见物质的毒性作用第四节 化学物质毒性的影响因素第五节 毒性物质侵入人体途径与毒理作用第六节 物质毒性资料的应用第七节 职业中毒及其诊断过程第八节 职业中毒的临床表现第九节 急性职业中毒的现场抢救第十节 防止职业毒害的技术措施第十一节 工业毒物的通风排毒与净化吸收第十二节 车间空气中毒物的测定与评价第一节 毒性物质类别与有效剂量 一、毒性物质概述一、毒性物质概述 有些物质进入机体并积累到一定量后，就会与机体组织和体液发生生物化学或生物物理学作用，扰乱或破坏机体的正常生理功能，进而引起暂时性或永
2、久性的病变，甚至危及生命。这些物质称为毒性物质。由毒物侵入机体而导致的病理状态称为中毒。工业生产中接触到的毒物主要是化学物质，称为工业毒物或生产性毒物。在生产过程中由于接触化学毒物而引起的中毒称为职业中毒。毒性物质的毒害作用是有条件的。它涉及毒性物质的毒性物质的毒害作用是有条件的。它涉及毒性物质的数量、存在形态以及作用条件。数量、存在形态以及作用条件。例如氯化钠作为普通食用盐，被认为无毒，但是如果溅到鼻黏膜上就会引起溃疡，甚至使鼻中隔穿孔。如果一次服用200250g，就会使人致死。这就是说，一切物质在一定的条件下均可以成为毒物。由于生产工艺的需要以及所进行的加工过程，例如加热、加压、破碎、粉碎
3、、筛分、溶解等操作，使工业毒物常呈气体、蒸气、烟雾、烟尘、粉尘等形式存在。毒物存在的形式直接关系到接触时中毒的危险性，影响到毒物进入人体的途径和病因。二、毒性物质分类 一、按化学性质、用途和生物作用结合起来的分类方法分八种类型：1金属、类金属及其化合物。迄今人们已知的元素有109种，在地球上稳定存在的有95种，其中有80种是金属和类金属，再加上其化合物，所以这是毒物数量最多的一类。2卤素及其无机化合物 如氟、氯、溴、碘等及其化合物。3强酸和碱性物质 如H2SO4、HNO3、HCl、HF、NaOH、KOH、NH4OH、NaCO3等。4氧、氮、碳的无机化合物 如O3、NOx、NCl3、CO、COC
4、l2、COF2、NOCl等。5窒息性惰性气体 如He、Ne、Ar、Kr、Xe、Rn。6有机毒物 按化学结构可进一步分为脂肪烃类、芳香烃类、脂环烃类、卤代烃类、氨基及硝基烃化合物、醇类、醚类、醛类、酮类、酰类、酸类、腈类、杂环类、羰基化合物等。7农药类毒物 包括有机磷、有机氯、有机氟、有机氮、有机硫、有机汞、有机锡等。8染料及中间体、合成树脂、橡胶、纤维等。二、按物理形态分二、按物理形态分a.气体气体在常温常压下呈气态的物质在常温常压下呈气态的物质。b.蒸气蒸气(vapor)液态蒸发、固态升华而成的气体。液态蒸发、固态升华而成的气体。c.烟烟(smoke)烟尘、烟气，悬浮在空气中的固体烟尘、烟气
5、，悬浮在空气中的固体微粒，直径小于微粒，直径小于0.1m。d.粉尘粉尘(dust)漂浮于空气中的固体颗粒，直径大漂浮于空气中的固体颗粒，直径大于于0.1m。e.雾雾(fog)悬浮在空气中的液体微粒，多为蒸气悬浮在空气中的液体微粒，多为蒸气冷凝或液体喷洒而致，如漆雾。冷凝或液体喷洒而致，如漆雾。三、按化学类属分：三、按化学类属分：I.无机毒物无机毒物（金属、金属盐、酸、碱、气体等）（金属、金属盐、酸、碱、气体等）I.有机毒物有机毒物（脂肪族碳氢化合物、芳香族碳氢（脂肪族碳氢化合物、芳香族碳氢化合物等）化合物等）四、按作用性质分：四、按作用性质分：a.刺激性毒物刺激性毒物对眼睛和呼吸道黏膜有刺激性
6、对眼睛和呼吸道黏膜有刺激性的有害气体的统称，常见的有氯、氨、二氧的有害气体的统称，常见的有氯、氨、二氧化硫等。化硫等。b.窒息性毒物窒息性毒物或取代空气中的氧而致缺氧窒或取代空气中的氧而致缺氧窒息，如二氧化碳等；或进入机体血液或组织息，如二氧化碳等；或进入机体血液或组织产生化学作用而影响对氧的输送而窒息，如产生化学作用而影响对氧的输送而窒息，如一氧化碳等。一氧化碳等。c.麻醉性毒物麻醉性毒物对人体有麻醉作用的有机溶剂对人体有麻醉作用的有机溶剂蒸气或炔类，如苯、汽油、丙酮、醇类等。蒸气或炔类，如苯、汽油、丙酮、醇类等。d.全身性毒物全身性毒物以金属为多，如铅、汞等。以金属为多，如铅、汞等。三、毒
7、性物质有效剂量 毒性是用来表示毒性物质的剂量与毒害作用之间关系的一个概念。在实验毒性学中，经常用到剂量作用关系和剂量响应关系两个概念。剂量剂量作用关系是指毒性物质在生物个体内所起作用与毒性物作用关系是指毒性物质在生物个体内所起作用与毒性物质剂量之间的关系。质剂量之间的关系。例如考察职业性接触铅的剂量-作用关系，可以测定厂房空气中铅的浓度与各个工人尿液中-氨基乙酰丙酸不同含量之间的关系。这种考察有利于确定对敏感个体的危害。剂量剂量-响应关系是指毒性物质在一组生物体中产生一定标准作响应关系是指毒性物质在一组生物体中产生一定标准作用的个体数，即产生作用的百分率，与毒性物质剂量之间的关用的个体数，即产
8、生作用的百分率，与毒性物质剂量之间的关系。系。仍以职业性接触铅为例，考察剂量响应关系，可以测定厂房空气中铅的浓度与一组工人尿液中-氨基乙酰丙酸含量超过5 mgdm3的个体的百分率之间的关系。剂量响应关系是制定毒性物质卫生标准的依据。常用于评价毒性物质急性、慢性毒性的指标有以下几种。1绝对致死剂量或浓度(LD100或LC100)，是指引起全组染毒动物全部(100)死亡的毒性物质的最小剂量或浓度。2半数致死剂量或浓度(LD50或LC50)，是指引起全组染毒动物半数(50)死亡的毒性物质的最小剂量或浓度。3最小致死剂量或浓度(MLD或MLC)，是指全组染毒动物中只引起个别动物死亡的毒性物质的最小剂量
9、或浓度。4最大耐受剂量或浓度，(LD0或LC0)，是指全组染毒动物全部存活的毒性物质的最大剂量或浓度。5急性阈剂量或浓度(LMTac)，是指一次染毒后，引起试验动物某种有害作用的毒性物质的最小剂量或浓度。6慢性阈剂量或浓度(LMTcb)，是指长期多次染毒后，引起试验动物某种有害作用的毒性物质的最小剂量或浓度。7慢性无作用剂量或浓度，是指在慢性染毒后，试验动物未出现任何有害作用的毒性物质的最大剂量或浓度。致死浓度和急性阈浓度之间的浓度差距，能够反映出急性中毒的危险性，差距越大，急性中毒的危险性就越小。而急性阈浓度和慢性阈浓度之间的浓度差距，则反映出慢性中毒的危险性，差距越大，慢性中毒的危险性就越
10、大。而根据嗅觉阈或刺激阈，可估计工人能否及时发现生产环境中毒性物质的存在。剂量的单位通常用毒物的毫克与动物的每千克剂量的单位通常用毒物的毫克与动物的每千克体重之比表示，即体重之比表示，即mg/Kg。浓度通常用浓度通常用1 1m3或或1L1L空气中含毒物的毫克或克空气中含毒物的毫克或克数表示，即数表示，即mg/m3,g/m3,mg/L。对于气态毒物的浓度，有时用一百万份空气容对于气态毒物的浓度，有时用一百万份空气容积中某一毒物所占容积的份数（积中某一毒物所占容积的份数（10106 6）表示。）表示。第二节 毒性物质在化工行业中的分布 一、无机化工 在化学矿化学矿，如硫铁矿、磷矿、砷矿等的冶炼加工
11、中，毒性物质主要有氮的氧化物、一氧化碳、二氧化硫、砷、三氧化砷以及一些放射性物质。无机酸类产品无机酸类产品有硝酸、硫酸、盐酸、氢氟酸等；无机碱类产品有氨、氢氧化钾、氢氧化钠等；无机盐类产品有碳酸钠、碳酸氢钠、硫化物和硫酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、铬盐、硼化物、氯化物和氯酸盐、磷化物和磷酸放、氰化物和硫氰酸盐、锰化物以及其他金属盐类。单质单质有金属钠、金属镁、黄磷、赤磷、硫磺、铅、汞等。纯组元工业气体纯组元工业气体有氢、氮、氦、氖、氩、氪、氯、一氧化碳、氮氧化物、二氧化硫、三氧化硫、氨、硫化氢等。二、有机化工 基本有机原料基本有机原料如乙炔、电石、乙烯、丙烯、丁烯、甲烷、乙烷、丙烷、苯、甲苯、二甲苯
12、、萘、蒽、甲酵、乙醇、菲等。一般有机原料一般有机原料如乙烯基乙炔、丁二烯、异戊二烯、庚烷、己烷、吡啶、呋喃、乙醛、丙醇、丁醇、辛醇、乙二醇、甲酸、乙酸、硫酸二甲酯、丙酮、乙醚、甲基丁基醚、醋酸酐、苯二甲酸酐、氯乙烯、氯苯、三氯乙烯、硝基苯、硝基甲苯、硝基氯苯、苯胺、甲基苯胺、一甲胺、二甲胺、三甲胺、苯酚、甲基苯酚、一萘酚、苯甲酸、醋酸铅及其他有机铅化物等。三、化肥和农药1.氮肥工业氮肥工业中的一氧化碳、硫化氢、氨、氢氧化物、硝酸铵等。磷肥工业中的一氧化碳、硫酸、氟化氢、四氟化硅、磷酸等。2.有机氯农药有机氯农药制备中的苯、氯气、三氯乙醛、氯化氢、氯苯、六六六、滴滴涕、硝滴涕、硝基丙醛、四氯化碳
13、、环戊二烯、六氯环戊二烯、氯丹、三氯苯磺酰氯、氯磺酸、三氯苯、三氯杀螨砜、五氯酚、五氯酚钠等。3.有机磷农药有机磷农药制备中的磷、三氯化磷、甲醇、三氯乙醛、氯甲烷、敌百虫、敌敌畏、苯酚、二乙胺、亚磷酸二甲酯、磷胺、三氯硫磷、对硫磷、内吸磷、甲胺磷、倍硫磷、五硫化二磷、硫化氢、乙硫醇、三硫磷、乐果、马拉硫磷等。4.有机氮农药有机氮农药制备中的甲苯酚、光气、甲基异氰酸酯、西维因、甲胺、间甲酚、速灭威等。5.其他农药其他农药制备中的三氧化二砷、硫酸铜、氰化苦、溴甲烷、代森锌、退菌特、稻瘟净、除草醚、磷化锌、氟乙酰胺等。四、材料工业1.塑料和树脂合成塑料和树脂合成中的三氟氯乙烯、四氯乙烯、六氟丙烯、氯
14、乙烯、氯化汞、偶氮二异丁腈、苯酚、甲醛、氨、乌洛托品、苯二甲酸酐、丙酮、二酚基丙烷、环氧氯丙烷、氯甲基甲醚、二甲胺甲醇、苯乙烯等。2.合成橡胶合成橡胶中的丁二烯炳、苯乙烯、丙烯腈、氯丁二烯、异戊二烯、四氟乙烯、六氟丁二烯、三氟丙烯等。橡胶加工中的防老剂甲、防老剂丁、炭黑、硫磺、陶土、松香、苯、二氯乙烷、间苯二酚、列克钠、汽油、氧化铅等。3.合成纤维合成纤维中的乙二醇、苯酚、环己醇、己二胺、己内酰胺、苯、丙烯腈等。五、涂料、染料和其他专用产品1.油漆制备油漆制备中的苯、二甲苯、丙酮、苯酚、甲醛、沥青、硝酸、丙烯酸甲酯、环氧丙烷、癸二酸等。颜料制备中的氧化铅、镉红、铬酸盐、硝酸、色原、酞菁等。2.
15、染料制备染料制备中的对硝基氯苯、苯胺、二硝基氯苯、硝基甲苯、二氨基甲苯、二乙基苯胺、萘、苯二甲酸酐、蒽醌、苯甲酰氯、硫化钠、氯化苦、苦味酸、氯、苯绕蒽酮、各种有机染料及其粉尘。3.胶片加工胶片加工中的硝化纤维素、醋酸、二氯甲烷、硝酸银、溴苯等。磁带加工中的氧化铬、氧化磁铁等。照相用的药剂硫代硫酸钠、硫酸等。六、化学试剂、催化剂和助剂1.化学试剂化学试剂有各种酸、各种碱、各种金属盐、卤素以及醛类、醇类、醚类、酮类、羧酸、肟等各种有机试剂。2.催化剂制备催化剂制备用的铬盐、硫酸、铂、铜、五氧化二矾、氧化铝等。生产助剂用的固色剂、五氧化二磷、环氧乙烷、双氰胺、防老剂、苯胺、苯酚、硝基氯苯、抗氧剂、十
16、二碳硫醇、氯、甲醛等。第三节 化工常见物质的毒性作用 一、刺激性气体一、刺激性气体 1氯气(Cl2)黄绿色气体，密度为空气的2.45倍，沸点34.6。易溶于水、碱溶液、二硫化碳和四氯化碳等。高压下液氯为深黄色，密度为1.56。化学性质活泼，与一氧化碳作用可生成毒性更大的光气。氯溶于水生成盐酸和次氯酸，产生局部刺激。主要损害上损害上呼吸道和支气管的黏膜，引起支气管痉挛、支气管炎和支呼吸道和支气管的黏膜，引起支气管痉挛、支气管炎和支气管周围炎，严重时引起肺水肿。气管周围炎，严重时引起肺水肿。吸入高浓度氯后，引起迷走神经反射性心跳停止，呈“电击样”死亡。氯气中毒：氯气中毒：吸入高浓度的氯气，如每升空
17、气中氯的含量超过2毫克3毫克时，即可出现严重症状：呼吸困难、紫绀、心力衰竭，病人很快因呼吸中枢麻痹而致死，往往仅数分钟至1小时，称为闪电样死亡。较重度之中毒，病人首先出现明显的上呼吸道粘膜刺激症状：剧烈的咳嗽、吐痰、咽喉疼痛发辣、呼吸急促困难、颜面青紫、气喘。当出现支气管肺炎时，肺部听诊可闻及干、湿性罗音。中毒继续加重，造成肺泡水肿，引起急性肺水肿，全身情况也趋衰竭。处理方法：迅速将伤员脱离现场，移至通风良好处，脱下中毒时所着衣服鞋袜，注意给病人保暖，并让其安静休息。为解除病人呼吸困难，可给其吸入23的温湿小苏打溶液或1硫酸钠溶液，可减轻氯气对上呼吸道粘膜的刺激作用。注意：氯中毒病人有呼吸困难
18、时，不应采用徒手式的压胸等人工呼吸方法。这是因为氯对上呼吸道粘膜具有强烈刺激，引起支气管肺炎甚至肺水肿，这种压式的人工呼吸方法会使炎症、肺水肿加重，有害无益。2光气(COCl2)无色、有霉草气味的气体，密度为空气的3.4倍，沸点8.3。加压液化，相对密度为1.392。易溶于醋酸、氯仿、苯和甲苯等。遇水可水解成盐酸和二氧化碳。毒性比氯气大10倍。对上呼吸道仅有轻度刺激上呼吸道仅有轻度刺激，但吸入后其分子中的羰基与肺组织内的蛋白质酶结合，从而干扰了细胞的正常代谢，损害细胞膜，肺泡上皮和肺毛细血管受损通透性增加，引起化学性肺炎和肺水肿化学性肺炎和肺水肿。3氮氧化物(NOx)由N2O、NO、NO2、N
19、2O3、N2O4、N2O5等组成的混合气体。其中NO2比较稳定，占比例最高。不易溶于水，低温下为淡黄色，室温下为棕红色。氮氧化物较难溶于水，因而对眼和上呼吸道黏膜刺激不大。主要是进入呼吸道深部的细支气管和肺泡后，在肺泡内可阻留80，与水反应生成硝酸和亚硝酸，对肺组织产生强烈刺激和腐蚀作用，引起肺水肿。硝酸和亚硝酸被吸收进入血液，生成硝酸盐和亚硝酸盐，可扩张血管，引起血压下降，并与血红蛋白作用生成高铁血红蛋白，引起组织缺氧。4二氧化硫(SO2)无色气体，密度为空气的2.3倍。加压可液化，液体相对密度1.434，沸点10。溶于水、乙醇和乙醚。吸入呼吸道后，在黏膜湿润表面上生成亚硫酸和硫酸，产生强烈
20、的刺激作用。大量吸入可引起喉水肿、肺水肿、声带痉挛而窒息。5氨(NH3)无色气体，有强烈的刺激性气味，密度为空气的0.5971倍。易液化，沸点33.5。溶于水、乙醇和乙醚。遇水生成氢氧化氨，呈碱性。氨对上呼吸道有刺激和腐蚀作用，高浓度时可引起接触部位的碱性化学灼伤，组织呈溶解性坏死，并可引起呼吸道深部及肺泡损伤，发生支气管炎、肺炎和肺水肿。氨被吸收进入血液，可引起糖代谢紊乱及三羧酸循环障碍，降低细胞色素氧化酶系统的作用，导致全身组织缺氧。氨可在肝脏中解毒生成尿素。二、窒息性气体 1一氧化碳(CO)无色、无嗅、无刺激性气体。密度为空气的0.968倍，不溶于水，但可溶于氨水、乙醇、苯和醋酸。燃烧时
21、火焰呈蓝色。一氧化碳被吸入后，经肺泡进入血液循环。一氧化碳与血红蛋白生成碳氧血红蛋白。碳氧血红蛋白无携氧能力，又不易解离，造成全身各组织缺氧。2氰化氢(HCN)无色、具有苦杏仁味的气体，密度为空气的0.94倍，熔点13.4，沸点26。溶于水、乙醇和乙醚。溶于水生成为易挥发的氢氰酸。氰化氢与体内氧化型细胞色素氧化酶的三价铁离子有很强的亲和力，与之牢固结合后，酶失去活性，阻碍生物氧化过程，使组织细胞不能利用氧，造成内窒息。氰化物按化学结构可分为无机氰化物和有机氰化物 后者变称腈类化合物。氰化物进入体内后，氰离子迅速与氧化型细胞色素氧化酶的三价铁结合 阻碍其细胞色素还原为带二价铁的还的型细胞色素氧化
22、酶，使细胞不能得到足够的氧，造成“细胞内窒息”急性中毒者动静脉血氧差可自正常的4%5%降至1%1.5%，故易致呼吸中枢麻痹，并造成死亡 氰化物中毒的主要临床表现为乏力 胸痛、胸闷、头晕 耳鸣、呼吸困难、心律失常 瞳孔缩小或扩大，陈发性或强直性抽搐、昏迷 最后呼吸、心跳停止而死亡。其处理为迟早给予亚硝酸异戊酯和亚硝酸钠，局部创面应先用大量流动清水冲洗 然后用0.01%的高锰酸钾冲洗，再用5%硫代硫酸钠冲洗。应该注意的是亚硝酸钠及硫代硫酸钠对有机氰中毒无解毒作用 且亚硝酸钠本身对机体有损害作用。3硫化氢(H2S)无色、具有臭鸡蛋气味的气体，密度为空气的1.19倍，沸点61.8。溶于水、乙醇、甘油、
23、石油溶剂。硫化氢是有刺激性又有窒息性的气体。硫化氢对黏膜有强烈刺激作用，而且被吸收后与氧化型细胞色素氧化酶作用，抑制酶的活性，使组织细胞发生内窒息。三、金属及其化合物 1汞(Hg)常温下为银白色液体，密度13.6，熔点38.87，沸点356.9。黏度小，易流动和流散，有很强的附着力，地板、墙壁等都能吸附汞。常温下即能蒸发，温度升高，蒸发加快。不溶于水，能溶于类脂质，易溶于硝酸、热浓硫酸。能溶解多种金属，生成汞齐。汞离子与体内的巯基、二巯基有很强的亲和力。汞与体内某些酶的活性中心巯基结合后，使酶失去活性，造成细胞损害，导致中毒。2铅(Pb)银灰色软金属，展性强，相对密度11.35，熔点327，沸
24、点1620。加热至400500即有大量铅蒸气逸出，在空气中迅速氧化成氧化亚铅和氧化铅，并凝结成烟尘。不溶于稀盐酸和硫酸，能溶于硝酸、有机酸和碱液。铅是全身性毒物，主要是影响卟啉代谢。卟啉是合成血红蛋白的主要成分，因此影响血红素的合成，产生贫血。铅可引起血管痉挛、视网膜小动脉痉挛和高血压等。铅还可作用于脑、肝等器官，发生中毒性病变。3铬(Cr)钢灰色、硬而脆的金属，相对密度7.20，熔点1900，沸点2480。氧化缓慢，耐腐蚀。不溶于水，溶于盐酸、热硫酸。铬化合物中六价铬毒性最大。化肥工业催化剂主要原料三氧化铬，是强氧化剂，易溶于水，常以气溶胶状态存在于厂房空气中。六价铬化合物有强刺激性和腐蚀性
25、。铬在体内可影响氧化、还原、水解过程，可使蛋白质变性，引起核酸、核蛋白沉淀，干扰酶系统。六价铬抑制尿素酶的活性，三价铬对抗凝血活素有抑制作用。四、有机化合物 1苯(C6H6)具有芳香气味的无色、易挥发、易燃液体。密度0.879，熔点5.5，沸点80.1。不溶于水，溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。苯的中毒机理目前尚不清楚。一般认为，苯中毒是由苯的代谢产物酚引起的。酚是原浆毒物，能直接抑制造血细胞的核分裂，对骨髓中核分裂最活跃的早期活性细胞的毒性作用更明显，使造血系统受到损害。另外苯有半抗原的特性，可通过共价键与蛋白质分子结合，使蛋白质变性而具有抗原性，发生变态反应。2硝基苯(C6H5NO2)和苯胺(C
26、6H5NH2)硝基苯是五色或淡黄色具有苦杏仁气味的油状液体。相对密度1.2037，熔点5.7，沸点210.9。几乎不溶于水，能与乙醇、乙醚或苯互溶。苯胺是有特殊臭味的无色油状液体。相对密度1.022，熔点6.2，沸点184.4。微溶于水，可溶于乙醇、乙醚和苯等。苯的硝基和氨基化合物进入人体后，经氧化变成硝基酚和氨基酚，使血红蛋白变成高铁血红蛋白。高铁血红蛋白失去携氧能力，引起组织缺氧。这类毒物还能导致红细胞破裂，出现溶血性贫血，也可直接引起肝、肾和膀胱等脏器的损害。3有机氟化合物 有机氟化合物主要包括二氟一氯甲烷、四氟乙烯、六氟丙烯、八氟异丁烯等。这些化合物都是无色、无臭气体，密度比空气大，沸
27、点低。有机氟化合物的中毒机理目前尚不清楚。毒气被吸入后，作用于肺脏引起肺炎、肺水肿、肺间质纤维化，并能作用于心脏引起中毒性心肌炎。4有机磷农药 这类农药有几十个品种，除敌百虫、乐果、亚胺硫磷等少数品种是白色固体外多数是浅黄色至棕色的油状液体。难溶或不溶于水，能溶于有机溶剂，具有大蒜样臭味。剂型有乳剂、油剂、粉剂、喷雾剂和颗粒剂等。一般在酸性溶液中稳定，在碱性溶液中易分解而失去毒性。惟有敌百虫能溶于水，遇碱液变为毒性更大的敌敌畏。有机磷农药被吸收后迅速分布于全身，在体内与胆碱酯酶结合生成磷酰化胆碱酯酶，从而抑制酶的活性，导致神经介质乙酰胆碱不能被酶分解而积聚，引起神经紊乱。第四节 化学物质毒性的
28、影响因素 化学物质的毒性大小和作用特点，与物质的化学结构、物性、剂量或浓度、环境条件以及个体敏感程度等一系列因素有关。一、化学结构对毒性的影响 化学物质的结构和毒性之间的严格关系，目前还没有完整的规律可言。但是对于部分化合物，却存在一些类似于规律性的关系。在有机化合物有机化合物中，碳链的长度对毒性有很大影响碳链的长度对毒性有很大影响。饱和脂肪烃类对有机体的麻醉作用随分子中碳原子数的增加而增强，如戊烷己烷庚烷等。对于醇类的毒性，高级醇、戊醉、丁醇大于丙醇、乙醇，但甲醇是例外。在碳链中若以支链取代直链，则毒性减弱。如异庚烷的麻醉作用比正庚烷小一些，2丙醇的毒性比正丙醇小一些。如果碳链首尾相连成环，
29、则毒性增加，如环己烷的毒性大于正己烷。分子结构的饱和程度。不饱和程度越高，毒性就越大。分子结构的饱和程度。不饱和程度越高，毒性就越大。例如，二碳烃类的麻醉毒件，随不饱和程度的增加而增大，乙炔乙烯乙烷。丙烯醛和2丁烯醛对结膜的刺激性分别大于丙醛和丁醛。环己二烯的毒性大于环己烯，环己烯的毒性又大于环己烷。分子结构的对称性和几何异构分子结构的对称性和几何异构。一般认为，对称程度越高，对称程度越高，毒性越大。毒性越大。如1，2二氯甲醚的毒性大于1，l二氯甲醚，1，2二氯乙烷的毒性大于I，1二氯乙烷。芳香族苯环上的三种异构体的毒性次序，一般是对位间位邻位。例如，硝基酚、氯酚、甲苯胺、硝基甲苯、硝基苯胺等
30、的异构体均有此特点。但也有例外，如邻硝基苯甲醛、邻羟基苯甲醛的毒性都大于其对位异构体。对于几何异构体的毒性，一般认为顺式异构体的毒性大于反式异构体。如顺丁烯二酸的毒性大于反丁烯二酸。有机化合物的氢取代基团有机化合物的氢取代基团对毒性有显著影响。脂肪烃中以卤素原子取代氢原子，芳香烃中以氨基或硝基取代氢原子，苯胺中以氧、硫、羟基取代氢原子，毒性都明显增加。如氟代烯烃、氯代烯烃的毒性都大于相应的烯烃，而四氯化碳的毒性远远高于甲烷等等。在芳香烃芳香烃中，苯环上的氢原子若被甲基或乙基取代，全身毒性减弱，而对粘膜的刺激性增加；若被氨基或硝基取代，则有明显形成高铁血红蛋白的作用。苯乙烯的氯代衍生物的毒性试验
31、指出，其毒性随氯原子所取代的氢原子数的增加而增加。具有强酸根、氢氰酸根的化合物毒性较大。芳香烃衍生物的毒性大于相同碳数的脂肪烃衍生物。而醇、酯、醛类化合物的局部刺激作用，则依序增加。二、物理性质对毒性的影响 1溶解性 毒性物质的溶解性越大，侵入人体并被人体组织或体液吸毒性物质的溶解性越大，侵入人体并被人体组织或体液吸收的可能性就越大。收的可能性就越大。如硫化砷由于溶解度较低，所以毒性较轻。氯、二氧化硫较易溶于水，能够迅速引起眼结膜和上呼吸道粘膜的损害。而光气、氮的氧化物水溶性较差，常需要经过一定的潜伏期才引起呼吸道深部的病变。氧化铅比其他铅化合物易溶于血清更容易中毒。汞盐类比金属汞在胃肠道易被
32、吸收。对于不溶于水的毒性物质，有可能溶解于脂肪和类脂质中，对于不溶于水的毒性物质，有可能溶解于脂肪和类脂质中，它们虽不溶于血液，但可与中枢神经系统中的类脂质结合，它们虽不溶于血液，但可与中枢神经系统中的类脂质结合，从而表现出明显的麻醉作用，从而表现出明显的麻醉作用，如苯、甲苯等。四乙基铅等脂溶性物质易渗透至含类脂质丰富的神经组织，从而引起神经组织的病变。2挥发性 毒性物质在空气中的浓度与其挥发性有直接关系。物质物质的挥发性越大，在空气中的浓度就越大，危险性越大。的挥发性越大，在空气中的浓度就越大，危险性越大。物质的挥发性与物质本身的熔点、沸点和蒸气压有关。如溴甲烷的沸点较低，为4.6，在常温下
33、极易挥发，故易引起生产性中毒。相反，乙二醇挥发性很小，则很少发生生产性中毒。所以，有些物质本来毒性很大，但挥发性很小，实际上并不怎么危险。反之，有些物质本来毒性不大，但挥发性很大，也就具有较大危险。3分散度 粉尘和烟尘颗粒的分散度越大，就越容易被吸入，危险粉尘和烟尘颗粒的分散度越大，就越容易被吸入，危险性越大。性越大。在金属熔融时产生高度分散性的粉尘，发生铸造性吸入中毒就是明显的例子，如氧化锌、铜、镍等的粉尘中毒。三、环境条件对毒性的影响 1浓度和接触时间 环境中毒性物质的浓度越高，接触的时间越长，就越容易环境中毒性物质的浓度越高，接触的时间越长，就越容易引起中毒。引起中毒。在第二章已经给出了
34、Haber定律，即毒性物质浓度和时间的乘积Ct为常数，并用这个概念表示毒性作用程度指数。这表明毒性物质的吸入剂量是Ct值的函数。在指定的时间内，毒性作用与浓度的关系因物质而异。有些毒物的毒性反应随剂量增加而加快；有些毒物的毒性反应随剂量增加，开始时变化缓慢，而后逐步加快；有些则开始时无变化，剂量增加到一定程度才出现明显的中毒反应。但是对于大多数毒物，毒性反应随剂量增加，开始时变化不明显，而后一段时间变化显著，再往后变化则又不明显。2环境温度、湿度和劳动强度 环境温度越高，毒性物质越容易挥发，环境中毒件物质环境温度越高，毒性物质越容易挥发，环境中毒件物质的浓度越高，越容易造成人体的中毒。的浓度越
35、高，越容易造成人体的中毒。环境中的湿度较大，也会增加某些毒物的作用强度。环境中的湿度较大，也会增加某些毒物的作用强度。例如氯化氢、氟化氢等在高湿环境中，对人体的刺激性明显增强。劳动强度对毒物吸收、分布、排泄都有显著影响。劳动劳动强度大能促进皮肤充血、汗量增加，毒物的吸收速度加强度大能促进皮肤充血、汗量增加，毒物的吸收速度加快。快。耗氧增加，对毒物所致的缺氧更敏感。同时劳动强度大能使人疲劳，抵抗力降低，毒物更容易起作用。3多种毒物的联合作用 环境中的毒物往往不是单一品种，而是多种毒物。多种毒多种毒物联合作用的综合毒性较单一毒物的毒性，可以增强，也物联合作用的综合毒性较单一毒物的毒性，可以增强，也
36、可以减弱。可以减弱。增强者称为协同作用，减弱者则称为拮抗作用。此外，生产性毒物与生活性毒物的联合作用也比较常见。如酒精可以增强铅、汞、砷、四氯化碳、甲苯、二甲苯、氨基或硝基苯、硝化甘油、氮氧化物以及硝基氯苯等的吸收能力。所以接触这类毒物的作业人员不宜饮酒。四、个体因素对毒性的影响 在毒物种类、浓度和接触时间相同条件下，个体因素不同，中毒反应不同。这完全是所致。一般说，少年对毒物的抵抗力弱，而成年人则较强。女性对毒物的抵抗力比男性弱。对于某些致敏性物质，各人的反应是不一样的。例如，接触甲苯二异氰酸酯、对苯二胺等可诱发支气管哮喘，接触二硝基氯苯、镍等可引起过敏性皮炎，常会因个体不同而有所差异，与接
37、触量并无密切关系。耐受性对毒物作用也有很大影响。长期接触某种毒物，会提高对该毒物的耐受能力。患有代谢机能障碍、肝脏或肾脏疾病的人，解毒机能大大削弱较易中毒。如贫血患者接触铅，肝病患者接触四氯化碳、氯乙烯，肾病患者接触砷，有呼吸系统疾病的患者接触刺激性气体等，都较易中毒，而且后果要严重些。第五节 毒性物质侵入人体途径与毒理作用 一、毒性物质侵入人体途径一、毒性物质侵入人体途径 毒性物质一般是经过呼吸道、消化道及皮肤接触进入人体的。职业中毒中，毒性物质主要是通过呼吸道和皮肤侵入人体的；职业中毒时经消化道进入人体是很少的，往往是用被毒物沾染过的手取食物或吸烟，或发生意外事故毒物冲入口腔造成的。在生活
38、中，毒性物质则是以呼吸道侵入为主。1经呼吸道侵入 呼吸道是生产性毒物侵入人体的最重要的途径。在生产环境中，即使空气中毒物含量较低，每天也会有一定量的毒物经呼吸道侵入人体。人的肺脏由亿万个肺泡组成，肺泡壁很薄，壁上有丰富的人的肺脏由亿万个肺泡组成，肺泡壁很薄，壁上有丰富的毛细血管，毒物一旦进入肺脏，很快就会通过肺泡壁进入毛细血管，毒物一旦进入肺脏，很快就会通过肺泡壁进入血液循环而被运送到全身。血液循环而被运送到全身。从鼻腔至肺泡从鼻腔至肺泡的整个呼吸道的各部分结构不同，对毒物的吸收情况也不相同。越是进入深部，表面积越大，停留时越是进入深部，表面积越大，停留时间越长，吸收量越大。间越长，吸收量越大
39、。固体毒物吸收量的大小，与颗粒和溶解度的大小有关。而气体毒物吸收量的大小，与肺泡组织壁两侧分压大小，呼吸深度、速度以及循环速度有关。另外，劳动强度、环境温度、环境湿度以及接触毒物的条件，对吸收量都有一定的影响。肺泡内的二氧化碳可能会增加某些毒物的溶解度，促进毒物的吸收。2经皮肤侵入 皮肤吸收毒物的途径：表皮屏障、毛囊和汗腺导管。皮肤吸收毒物的途径：表皮屏障、毛囊和汗腺导管。有些毒物可透过无损皮肤或经毛囊的皮脂腺被吸收。经表皮进入体内的毒物需要越过三道屏障。第一道屏障是皮肤的角质层，一般相对分子质量大于300的物质不易透过无损皮肤。第二道屏障是位于表皮角质层下面的连接角质层，它能阻止水溶性物质的
40、通过，而不能阻止脂溶性物质的通过。第三道屏障是表皮与真皮连接处的基膜。脂溶性毒物经表皮吸收后，还要有水溶性，才能进一步扩散和吸收。所以水、脂均溶的毒物(如苯胺)易被皮肤吸收。只是脂溶而水溶极微的苯，经皮肤吸收的量较少。与脂溶性毒物共存的溶剂对毒物的吸收影响不大。毒物经皮肤进入毛囊后，可以绕过表皮的屏障直接透过皮毒物经皮肤进入毛囊后，可以绕过表皮的屏障直接透过皮脂腺细胞和毛囊壁进入真皮，再从下面向表皮扩散。脂腺细胞和毛囊壁进入真皮，再从下面向表皮扩散。但这个途径不如经表皮吸收严重。电解质和某些重金属，特别是汞在紧密接触后可经过此途径被吸收。操作中如果皮肤沾染上溶剂，可促使毒物贴附于表皮并经毛囊被
41、吸收。如果表皮屏障的完整性遭破坏，如外伤、灼伤等，可促进如果表皮屏障的完整性遭破坏，如外伤、灼伤等，可促进毒物的吸收。潮湿也有利于皮肤吸收，毒物的吸收。潮湿也有利于皮肤吸收，特别是对于气体物质更是如此。皮肤经常沾染有机溶剂，使皮肤表面的类脂皮肤经常沾染有机溶剂，使皮肤表面的类脂质溶解，质溶解，也可促进毒物的吸收。黏膜吸收毒物的能力远比皮肤强，部分粉尘也可通过黏膜吸收进入体内。3经消化道侵入 许多毒物可通过口腔进入消化道而被吸收。胃肠道的酸碱度是影响毒物吸收的重要因素。胃液是酸性，对于弱碱性物质可增加其电离，从而减少其吸收；对于弱酸性物质则有阻止其电离的作用，因而增加其吸收。脂溶性的非电解物质，
42、能渗透过胃的上皮细胞。胃内的食物、蛋白质和黏液蛋白等，可以减少毒物的吸收。肠道吸收最重要的影响因素是肠内的碱性环境和较大的吸收面积。弱碱性物质在胃内不易被吸收，到达小肠后即转化为非电离物质可被吸收。小肠内分布着酶系统，可使已与毒物结合的蛋白质或脂肪分解，从而释放出游离毒物促进其吸收。在小肠内物质可经过细胞壁直接渗入细胞，这种吸收方式对毒物的吸收，特别是对大分子的吸收起重要作用。制约结肠吸收的条件与小肠相同，但结肠面积小，所以其吸收比较次要。二、毒性物质毒理作用 侵入和吸收侵入和吸收 分布积蓄分布积蓄 生物转化生物转化 排泄排泄 毒性物质进入机体后，通过各种屏障，转运到一定的系统、器官或细胞中，
43、经代谢转化或无代谢转化，在靶器官与一定的受体或细胞成分结合，产生毒理作用。1对酶系统的破坏 毒物可作用于酶系统的各个环节，使酶失活，从而破坏了维持生命必需的正常代谢过程，导致中毒症状。毒物作为基质的同类物，不断与之竞争同一种酶分子上的同一部位，产生竞争性抑制。比如丙二酸与乳酸是同类物，丙二酸则能抑制乳酸脱氢酶的活性。毒物还可以与酶分子上不为基质作用的部位结合，形成酶-基质-抑制剂(毒物)复合体，使之不再起反应，失去活性。如卤代乙酸与酶蛋白质的组氨酸结合，使核糖核酸酶受抑制。同时，毒物可以与辅因子或辅基产生反应或竞争，使之不能再为酶所利用。如肼、酰肼对磷酸吡哆醛依赖酶的抑制。毒物也可以与基质直接
44、作用，如氟乙酸与三羧酸循环中的草酰乙酸作用产生氟柠檬酸，使三羧酸循环阻断。有些酶蛋白质内的金属离子，如细胞色素氧化酶中的铁离子，可通过Fe2+Fe3+进行氧化还原反应。某些毒物如氰化氢、硫化氢、一氧化碳能与铁离子结合，抑制酶的活性而使细胞窒息。酶蛋白有许多功能基团形成活性中心，如羟基、氨基、羧基等，有些毒物能与这些基团结合，抑制酶的活性。有些酶的活性中心需要金属离子作激活剂，如磷酸葡萄糖变位酶是生成和分解肝糖元的酶，需要镁离子作激活剂。如果是氟化物中毒，氟离子与镁离子作用生成镁-氟-酶的复合体，使磷酸葡萄糖变位酶失去活性。2对DNA和RNA合成的干扰 毒物作用于DNA和RNA的合成过程，产生致
45、突变、致畸变、致癌作用。化学物质使遗传物质发生突然变异，称为致突变作用。化学物质使遗传物质发生突然变异，称为致突变作用。这种作用可能是在DNA分子上发生化学变化，从而改变了细胞的遗传特性，或造成某些遗传特性的丢失。染色体畸变是把染色体畸变是把DNA中许多碱基顺序改变，造成遗传密中许多碱基顺序改变，造成遗传密码中碱基顺序的重排。码中碱基顺序的重排。DNA的结构改变达到相当严重的程度，在显微镜下就可以检测出染色体结构和数量上的变化。当毒物作用于胚胎细胞，尤其是在胚胎细胞分化期，最易造成畸胎。致癌毒物与致癌毒物与DNA原发地或继发地作用，使基因物质产生原发地或继发地作用，使基因物质产生结构改变。结构
46、改变。通过基因的异常激活、阻遏或抑制，诱发恶性变化，呈现致癌作用。3对组织或细胞的损害 组织学检查发现，组织毒性表现为细胞变性，并伴有大量空泡形成、脂肪蓄积和组织坏死。组织毒性直接损伤细胞结构。在肝、肾组织中，毒物的浓度总是较高，因此这些组织容易产生组织毒性反应。如溴苯在肝脏内经代谢转化为溴苯环氧化物，与肝内大分子共价结合，导致肝脏组织毒性。凡能与机体组织成分发生反应的物质，均能对组织产生刺激或腐蚀作用。这种作用往往在机体接触部位发生。这种局部性损伤，低浓度时可表现为刺激作用，如对眼睛、呼吸道黏膜等的刺激；高浓度的强酸或强碱可导致腐蚀或坏死作用。4对氧的吸收、输运的阻断作用 单纯窒息性气体如氢
47、、氮、氩、氪、甲烷等，当它们含量很大时，使氧分压相对降低，机体呼吸时因吸收不到充足的氧气而窒息。刺激性气体造成肺水肿而使肺泡气体交换受阻。一氧化碳对血红蛋白有特殊的亲和力，一旦血红蛋白与一氧化碳结合生成碳氧血红蛋白，则失去了正常的携氧能力，造成氧的输运受阻，导致组织缺氧。硝基苯、苯胺等毒物与血红蛋白作用生成高铁血红蛋白，硫化氢与血红蛋白作用生成硫化血红蛋白，砷化氢与红细胞作用造成溶血，使血红蛋白释放。这些作用都使红细胞失去输氧功能。第六节 物质毒性资料的应用 物质毒性资料对于把动物的试验结果转换为对人的毒性的估计，以及对于职业毒害的防治都有重要的指导意义。一、毒性物质化学结构与相对分子质量一、
48、毒性物质化学结构与相对分子质量 1毒性物质化学结构 毒性物质的化学结构常可以提示毒性作用的特点和毒性的毒性物质的化学结构常可以提示毒性作用的特点和毒性的大小。大小。例如，高浓度的脂肪族烃类、醇类、醛类和酮类化合物主要作用于中枢神经系统，表现出不同程度的麻醉作用。苯的氨基或硝基化合物、氰化物、有机磷、有机汞化合物等都具有特定的毒性作用。氰化物和有机磷化合物毒性作用迅速，但不易在体内蓄积。各种金属盐类多具有毒性。金属一般易在体内蓄积，经常表现为慢性中毒。醋酸酯是有机溶剂中毒性较低的一类化合物，常被选作高毒溶剂的代用品。2毒性物质相对分子质量 相对分子质量与分子组成有关，因此，同类化合物的理化性质往
49、往与相对分子质量有关。例如异氰酸酯类化合物随相对分子质量增大而挥发度降低，催泪作用减弱。所以在聚氨酯生产中，以相对分子质量大的二苯基甲烷二异氰酸酯代替相对分子质量小的2，4-甲苯二异氰酸酯后，就可以显著降低生产中的职业毒害。二、毒性物质的物性 1毒性物质的熔点和沸点 一般把熔点在20以下、沸点在165以下的物质视为挥发性物质。物质的熔点和沸点越低，就越容易挥发。物质的熔点和沸点越低，就越容易挥发。对于气体、蒸气、粉尘、气溶胶，主要是防止其从呼吸道吸入。空气中毒物蒸气的浓度受空气温度的限制。某温度下毒物饱和蒸气的浓度，是该温度下空气中毒物蒸气浓度的上限。而气体和气溶胶在空气中的浓度并无温度限制。
50、根据车间中空气的温度即可估计毒物蒸气在空气中浓度的上限。把饱和蒸气的浓度与小鼠吸入2 h的LD50比较，便可以判断毒物蒸气紧急吸入的危险程度。2毒性物质的相对密度 毒性物质蒸气的相对密度是指其与空气的密度比。蒸气的蒸气的相对密度对于吸尘装置的选择和携带风速的确定有一定参相对密度对于吸尘装置的选择和携带风速的确定有一定参考价值。考价值。携带风速应该随粉尘相对密度的增大而增大。毒物的相对分子质量比空气大时，其蒸气或气体的相对密度一般大于1。发生事故时，相对密度小于1的蒸气或气体容易向上和周围扩散，而相对密度大于1的则容易滞留于下方。但当空气中毒物浓度高达几百mgm3时，毒物浓度的垂直梯度主要取决于
