重金属致毒化学机理32页PPT

四、镉的毒理作用
（一）毒性 1．急性毒性
• 镉对胃肠黏膜有刺激作用，故口服镉化合物可 引起呕吐，并可引起腹泻、休克和肾功能障碍。 • 人在生产环境中大量吸入镉烟尘和蒸气也可引 起急性镉中毒，口有金属味，出现头晕、头痛、 咳嗽、呼吸困难、恶寒、呕吐、腹泻等，并产 生肺炎和肺水肿。此外，还可引起肾功能不良。
铅对卟啉代谢的影响图
五、铅的环境卫生标准
我国制定的铅在环境中的允许限量标准为： • 饮用水：0.05mg/L。 • 车间空气中：铅烟0.03mg/m3 ； 铅尘0.05mg/m3 ； 硫化铅0.50mg/m3； 四乙基铅0.005mg/m3。 • 居民区大气中：日平均允许限量 0.0007mg/m3。
（五）环境铅污染引起铅中毒症状
对于从事铅作业的工 人要加强个人防护和医学 监护。一般监测人体铅接 触的指标为：血铅、尿铅、 发铅、尿中δ–氨基酮戊酸 （δ-ALA）及红细胞内的
δ–ALA脱氢酶。
（六）毒作用机制
1．影响卟啉代谢 2．损害神经系统 3．引起血管痉挛 4．对消化系统有损害 5．钙对无机铅中毒有 缓解作用
（三）排泄与蓄积
• 吸收入体内的铅主要经肾脏由尿排出，小部 分随粪便、唾液、乳汁、汗液及月经排出。 毛发和指甲也可排出少量。 • 食入的铅由于消化道吸收很少，大部分从粪 便排出，故粪便中的铅含量几乎等于食物中 的铅含量。 • 人体内铅的蓄积，一般随年龄增长而增加。
四、铅的毒理作用
（一）急性中毒
急性中毒时，贫血是主要症状之一。 患者口内常有金属味、流涎、恶心、呕吐、便秘或腹 泻，并有阵发性腹绞痛。 神经系统受铅损害出现中毒性脑病。 肾受害的中毒性肾病，可见近端肾小管功能异常，尿 中出现氨基酸、葡萄糖等。 肝损伤可引起中毒性肝炎等。此外，个别患者可发生 麻痹性肠梗阻、消化道出血等。

康
城市生活垃圾
垃圾填埋：重金属污染物渗 入土壤和水源
垃圾焚烧：焚烧过程中产生 的重金属污染物
垃圾回收：回收过程中可能 产生的重金属污染
垃圾运输：运输过程中可能 产生的重金属污染
汽车尾气排放
汽车尾气中含有铅、汞、镉等重金属元素 汽车尾气排放是城市空气污染的主要来源之一 汽车尾气中的重金属元素会通过呼吸道进入人体，危害健康 汽车尾气中的重金属元素还会通过雨水进入土壤和水源，对环境造成长期影响
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污染水源：重金属进入水体，影响 水生生物和饮用水安全
破坏生态平衡：重金属影响生态系 统的物质循环和能量流动，破坏生 态平衡
Part Four
重金属污染的途径
工业排放
工业废水：重金 属废水未经处理 直接排放
工业废气：重金 属废气未经处理 直接排放
工业废渣：重金 属废渣未经处理 直接排放
清洁生产：推广清洁生产理 念，从源头减少重金属污染
废物处理：对工业废物进行 分类、处理和回收，减少重
金属污染
农业控制措施
合理施肥：减少化肥使用，增加有 机肥使用
轮作换茬：合理安排作物种植，减 少重金属积累
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土壤改良：改善土壤结构，提高土 壤肥力
生物修复：利用微生物降解重金属， 降低污染程度
医疗废弃物
医疗废弃物包括：针头、 针管、纱布、手套等
医疗废弃物中的重金属： 汞、铅、镉等
医疗废弃物处理不当：可 能导致重金属污染
医疗废弃物处理方法：焚 烧、填埋、化学处理等
Part Five
重金属污染的防治 措施
工业污染源控制

一、铅污染的来源
铅是自然界分布很广的元素，在地壳中的含量 0.0016%，是地壳中含量最高的重金属元素。 铅具有密度高、熔点低、柔软易加工、耐腐蚀性等 优良特性，在许多工业部门具有广泛的用途。 世界上铅的消耗约560万吨。其中40%用于制造蓄 电池，20%以烷基铅的形式加入汽油中作防爆剂， 12%用于建筑材料、6%用于电缆外套，5%用于制造 弹药，另有17%用于其它用途。 但是仅有四分之一的铅被回收再利用，其余排放于 环境中，造成环境铅污染。
(甲基汞)
CH3-Hg-CH3
(二甲基汞)
三、汞的代谢 吸收
汞
呼吸道
（76%）
入血
消化道:金属汞不易,汞盐极少，有机 汞易吸收
皮肤:金属汞少量,有机汞可吸收
分布
与血浆蛋白结合
汞
血循环
初期 全身各器官
向肾脏集中
数小时后 其次是肝、心、
中枢神经系统
甲基汞：肝＞脑＞肾＞血液
排泄
主要途径：尿（70%）和粪便 次要途径：唾液、汗腺、乳汁、毛发和指甲
初期 肝、肾、脾、肺、皮肤
骨
后期 毛发
牙齿
排泄
主要途径：肾脏 20~80 g/天 次要途径：粪便、胆汁、乳汁、汗液、月经
胎盘 母体
乳汁
胎儿 婴儿
四、铅的毒作用机理
（一）急性中毒 多由消化道摄入引起 临床表现：面色苍白、口内金属味、 恶心、呕吐、腹胀、腹绞痛、 中毒性肝病、中毒性脑病
（二）慢性中毒(生产中多见)
• 甲基汞在人体内的含量由高到低的分布顺序为:脑> 肝>肾>心>肺, 脑中汞含量最高。损害最为严重的部 位是小脑和大脑两半球。另外，甲基汞还是一种对 机体有强烈生殖毒性的物质。

2015年，中国某地发生铅中毒事件，导致数百人中毒 2016年，美国某地发生汞中毒事件，导致数十人中毒 2017年，日本某地发生镉中毒事件，导致数百人中毒 2018年，欧洲某地发生砷中毒事件，导致数十人中毒 2019年，非洲某地发生铬中毒事件，导致数百人中毒 2020年，亚洲某地发生铊中毒事件，导致数十人中毒
THANK YOU
汇报人：PPT
生活中的来源
食品：如罐头、饮料、调味品等 化妆品：如口红、指甲油、染发剂等 家居用品：如餐具、厨具、卫浴用品等 工作环境：如工业生产、实验室、矿山等
环境污染中的来源
工业排放：工厂排放的废气、废水、废渣中含有重金属和类金属 农业污染：农药、化肥中含有重金属和类金属 生活垃圾：生活垃圾中的电池、电子产品等含有重金属和类金属 自然环境：土壤、水源、空气等自然环境中含有重金属和类金属
金属与类金属中毒的症状
中毒症状的分类
急性中毒：短时间内大量接触金属或类金属，出现急性中毒症状，如恶心、呕吐、腹痛、腹泻 等。
慢性中毒：长期接触低浓度的金属或类金属，出现慢性中毒症状，如贫血、肝肾功能损害、神 经系统损害等。
局部中毒：接触金属或类金属后，局部皮肤出现红肿、疼痛、瘙痒等症状。
系统性中毒：接触金属或类金属后，全身出现中毒症状，如呼吸困难、心律失常、肝肾功能损 害等。
中毒
职业中毒：在 工作环境中长 期接触金属或 类金属，导致
职业中毒
环境中毒：生 活环境中存在 金属或类金属 污染，导致环
境中毒
金属与类金属中毒的危害
影响神经系统：导致头晕、头痛、记忆力减退等症状 影响呼吸系统：导致呼吸困难、咳嗽、胸痛等症状 影响消化系统：导致恶心、呕吐、腹泻等症状 影响肾脏：导致肾功能衰竭、尿毒症等症状 影响肝脏：导致肝功能异常、肝硬化等症状 影响皮肤：导致皮肤过敏、红肿、瘙痒等症状

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（3）神经系统影响
抑制多种酶类： ATP 酶、羟乙醇胺 -N- 甲基转 移酶。



改变递质浓度：去甲肾上腺素、多巴胺等。
钙平衡受损：膜通透、钠钾泵、钙调蛋白、 SOCE等。
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（3）神经系统影响
Pb→N.S→大脑皮层兴奋抑制过程失 调→神衰症候群→周围神经炎→中毒 性脑病。 Pb →神经鞘细胞 →神经节段下性脱 髓鞘 →垂腕。


冶金工业中用汞齐法提取贵重金属
照相、药物制造
滥用含汞偏方、单方
含汞化妆品的使用
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汞中毒
汞的冶炼
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（三）毒理
1.吸收
呼吸道
（75%）
血
汞
消化道:主要见于汞化合物，多由 生活因素引起 皮肤: 金属汞少量,有机汞可吸收
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2.分布
汞
与血浆蛋白结合
血循环
初期
全身各器官 肾脏（主要）
血脑屏障 胎盘
2009.8.21 湖南武冈市也有一家冶炼厂 超标排铅，造成附近1958名受检儿童中有 1354名儿童铅中毒
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（一）.理化特性
400 ~500 ℃时 大量 铅蒸 汽逸 出→ 铅烟
柔 软、 灰白 色的 重金 属
比 重为 11.3
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（二）.接触机会
•汽车尾气 •含铅油漆 •含铅颜料 •饮水 •土壤 •食品 •玩具 •化妆品 •吸烟/饮酒 •职业接触 •中药 •母源性
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（三）.毒理
1.吸收、转运与排泄
1
经呼 吸道
以粉尘、烟的 形式进入人体
肺部弥散 吞噬作用
40% 氧 化 铅 入血循环，其 余呼吸道排出

时间：11点30分，午餐
主要重金属：镉、汞、铅、砷、铬等，来自蔬菜、肉类、海鲜、 大米、水果等
主要危害：重金属污染物会在肝脏中储积。铬可导致呼吸系 统癌症；砷中毒表现为疲劳、乏力、心悸、惊厥，还可能致 癌。甲基汞在人体内极易被肝和肾吸收，其中15%被脑吸收， 脑组织一旦受损难以治疗。
“服毒”过程：午餐时间，与同事一起外出就餐。 知道外面餐馆的饮食可能不太卫生，但却别无选 择。其实，除了卫生状况外，每一道菜都可能富 含重金属。中山大学一 个科研团队于08年3月调 查了珠江三角洲某地级市13个蔬菜生产基地，其 中7个基地的土壤存在重金属污染问题，土壤重金 属超标面积为2100亩，占调查菜 地面积的37.8％。 重金属会从土壤中进入蔬菜中，而动物体内的重 金属则是通过食物链层层传递，并在体内富集起 来。食物中所含的重金属并不能通过水洗、浸 泡、 加热、烹炒等方法减少
‫ ‏‬砷可以沉积在血管壁上，让血管干瘪， 造成脏器萎缩，小脑萎缩。小脑萎缩了， 你的活动就失衡。我们有很多喝酒的朋 友，酒喝多了，手就这样抖，他就说是 喝酒喝的，告诉你不是，那是因为酒使 血液循环加快，你吃了很多海鲜和VC 的食物，造成小脑萎缩，手就抖了。
镉
‫ ‏‬镉是剧毒元素，我们吃的蔬菜水 果，特殊是蘑菇里的镉是最多的。 新生儿一出生，体内的铅、汞、 镉就超标的，原因是母亲的血液 中是超标的。
36%：中国农业大学食品工程学院院长罗云波称， 食品中药物残留和重金属对我国食品安全的潜在 巨大，其中，铅和镉污染问题突出，有36%的膳 食铅摄入量超过安全限量，特别是皮蛋的含量比 较高。镉的污染水平也较高，大多数存在于软体 类和甲壳类动物身上。
23.57%：国家疾控中心曾对1000余名0-6岁儿童 铅中毒情况进行免费筛查、监测。结果显示， 23.57%的儿童血铅水平超标。

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土壤污染物的来源及危害
大气沉降物：大气中的二氧化硫、氮氧化物和颗 粒物，通过沉降和降水而降落到地面。20年来， 北欧的南部、北美的东北部等地区，雨水酸度增 大，引起土壤酸化，土壤盐基饱和度降低。大气 层核试验的散落物可造成土壤的放射性污染。放 射性散落物中，90Sr、137Cs的半衰期较长，易 被土壤吸附，滞留时间也较长。
氮、磷等化学肥料，凡未被植物吸收利用和 未被根层土壤吸附固定的养分，都在根层以下积 累，或转入地下水，成为潜在的环境污染物。土 壤侵蚀是使土壤污染范围扩大的一个重要原因。
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土壤污染物的来源及危害
牲畜排泄物和生物残体：禽畜饲养场的厩肥和屠 宰场的废物，其性质近似人粪尿。利用这些废物 作肥料，如果不进行物理和生化处理，则其中的 寄生虫、病原菌和病毒等可引起土壤和水域污染， 并通过水和农作物危害人群健康。
物理自净作用：污染物渗滤、挥发、扩散等 化学和物理化学(physical chemistry)自净作用
土壤中污染物经过吸附、配位、沉淀、氧化还原等使其毒性 浓度降低的过程。粘粒和有机物是主要载体；酸碱反应和氧化还 原反应起重要作用。
生物化学净化作用(biochemical purification)
土壤镉污染来源：污水灌溉 磷肥等
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镉是银白色有光泽的金属， 加热时表面形成棕色的氧化物 层。高温下镉与卤素反应激烈， 形成卤化镉。也可与硫直接化 合，生成硫化镉。镉可溶于酸， 严重，日本因镉中毒曾出 现“痛痛病”。
镉会对呼吸道产生刺激，长期 暴露会造成嗅觉丧失症、牙龈黄斑 或渐成黄圈，镉化合物不易被肠道 吸收，但可经呼吸被体内吸收，积 存于肝或肾脏造成危害，尤以对肾 脏损害最为明显。还可导致骨质2疏5 松和软化。
镉污染致使大量农田荒废，原本收割稻子的季节， 如今只能见到牛羊在田间放养。

忆力衰退等；
▪精神症状：胆怯，焦虑、不安、精神压抑、丧失信心等； ▪意向性震颤：注意力集中时震颤更明显； ▪皮肤：红斑疹、荨麻疹； ▪眼睛：汞毒性晶体炎（晶体前出现灰棕色或黄色晕斑）
……
四、汞的毒理作用及其机理
▪毒理作用 无机汞化合物：
——汞的硫化物、氯化物、氧化物及汞盐 ——只有离子状态的汞才能被吸收 ——可引起急性汞中毒
——肺组织中的汞蒸汽可排入血液，再播散到身体的其他部位
——进入中枢神经系统进入中枢神经系统
三、汞的代谢
▪分布
甲基汞：
——进入中枢神经系统 ——初期，血液和肝脏的含汞量较高 ——逐渐向脑组织中转运
无机汞：
——70%～80%以汞结合硫蛋白的形式集中在肾脏皮质的近端小 管细胞内 ——以汞结合硫蛋白的形式分布在肝、脾等脏器的组织细胞中。 金属硫蛋白和汞的结合约为1：10。
蓄积——半减期
汞：70d； 血液甲基汞：50d； 脑组织甲基汞：240d； 无机盐汞：40d； 金属汞：58d；
四、汞的毒理作用及其机理
▪毒理作用
金属汞：
——二价汞离子与蛋白质和酶中的巯基反应形成牢固的硫汞 键；短期的二价汞离子的毒害性是可逆的。
——职业性长期吸入汞蒸汽和汞尘可引起慢性汞中毒
▪中枢神经系统症状：体力减退、头晕、头痛、失眠、多梦、记
▪金属毒 ——慢性中毒 ——致癌作用
——致畸作用 ——变态反应
——对免疫功能的影响
早期毒性指标
汞
▪ 汞的理化性质 ▪ 汞污染的来源
▪ 汞的代谢 ▪ 汞的毒理作用
▪ 汞的卫生标准和经验教训
一、汞
▪ 汞的理化性质
▪俗称水银，是唯一的液态金属
▪常温下以汞蒸气污染空气，蒸发量随着温度升高升高，汞蒸 气密度为空气7倍 ▪能溶于硝酸、硫酸和王水，但一般不与碱性溶液发生反应

2·诊断
A.血中浓度常不准确。在48小时内不吃富含砷的食物如 海产，且尿中砷浓度大於150 ug/L或100ug/day。
B.改测尿液中的无机砷含量。其尿中三价砷（剧毒）及 五价砷浓度大於50 ug/ g。
重金属砷中毒
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治疗
• 救及治疗急救的治疗原则为排出毒物、对症处理和特效解 毒药的应用。
• 行灌胃洗胃,立即用氢氧化铁,与AbO；结合成砷酸铁,既能 保护胃粘膜不受破坏,又能阻止砷的进一步吸收,这是首选 的解毒剂。在呕吐停止,再给予泻剂,促其排出。解毒剂量 随病人病情而定。
重金属砷中毒
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慢性中毒
A.皮肤：溼疹、角质化、皮肤癌。
B.神经：中枢及周边神经病变。
C.血液：贫血、血球稀少、白血病。
D.其他：周边血管病变、四肢坏死（乌脚病） 及肝功能异常。肺癌、肝癌及膀胱癌的机牵大幅 上升。
重金属砷中毒
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重金属砷中毒
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实验室检查
1·检查
24小时尿液的砷含量大於100ug/l（吃海产也会上升），但是 慢性中毒者血中浓度往往正常或稍微偏高。
• 冶炼和焙烧雄黄矿石或其他夹杂砷化物的金属矿石(如钨 、锑、铅、锌、铜等矿石)时，可接触到所生成的三氧化 二砷。在这些冶炼炉的烟道灰或矿渣中，也存在一定量的 三氧化二砷粉尘。
• 三氧化二砷曾用作外用中药、杀鼠药、杀虫剂、消毒防腐 剂；在生成和使用过程中，均有与之接触的机会。
重金属砷中毒
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重金属砷中毒
重金属砷中毒
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发病机制
• 砷及其化合物的急性毒性与其水溶性有关。砷元素不溶于 水，雄黄及雌黄在水中溶解度很小，其急性毒性都很低。 但砷的氧化物和一些盐类绝大部分属于高毒物质，三价砷 化物因可接受一个亲核的成分，较易增加结合的原子数， 故毒性较五价砷为大。

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铅
• 铅对血液系统的主要作用表现在2个方面，一是抑 制血红蛋白的合成，二是缩短循环中的红细胞寿 命，这些影响，最终会导致贫血。
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铅
• 铅对心血管系统的伤害主要表现在： （1）心血管病死亡率与动脉中铅过量密切相关，心血管病
患者血铅和24小时尿铅水平明显高于非心血管病患者。 （2）铅暴露能引起高血压。 （3）铅暴露能引起心脏病变和心脏功能变化。
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铅
临床表现
1.急性毒性 • 少见，可能见于大量的铅意外摄入或从事铅烟雾
高暴露作业人群，主要特征是出现多系统症状和 体征，反应铅广泛的细胞毒性。患者可出现腹绞 痛，头痛乃至脑病。
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铅
2、慢性毒性 • 多见，铅对神经系统的毒害主要表现为以下4种：
（1）心理发生变化，如成人铅中毒后会出现忧郁、烦躁、性格改变等症 状，而儿童则表现为多动。
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砷
实验室检查
• 可用原子吸收法测定血、尿、头发或指甲样品的砷水平 （反映不同接触时间）。
• 腹部X射线可对急性摄入后初诊有帮助（无机砷不透X 线）。
• 应进行外周血全血细胞计数、尿常规、心电图检查，以检 测是否出现贫血、嗜碱性点彩、白细胞减少、肾功能不全 以及Q－Tc间隔延长等。
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砷
4.其它可能的改变 • 黑脚病
台湾地区的地方病，与慢性砷中毒导致的锌缺乏有关，症 状包括脚和趾的麻木、刺痛和间歇性跛行，最后可发展为 坏疽。
• 肺癌（腺癌和燕麦细胞癌）、皮肤癌及膀胱癌均与长期砷 暴露有关，国际癌症研究所将无机砷确定为类I致癌物。
• 其它与慢性砷中毒相关的症状包括肝脏坏死、血管肉瘤等。