镉中毒
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镉为银白色软金属,富有延展性。镉中 毒(cadmium poisoning)主要由吸入镉烟尘 或镉化含物粉尘引起。
一次大量吸入可引起急性肺炎和肺水 肿;慢性中毒可致肺纤维化和肾脏病变。痛 痛病也是一种慢性锖中毒。由长期摄食被硫 酸镉污染的水源中生物或饮食污染的水造 成。镉冶炼、喷镀,焊接、切割和浇铸轴承 表面、核反应堆的镉棒或覆盖镉的石墨棒作 为中子吸收剂,镉蓄电池和其池镉化合物制 造的作业工人接触镉。镉不是人体的必需元 素。人体内的镉是出生后从外界环境中吸取 的﹐主要通过食物﹑水和空气而进入体内蓄 积下来。镉和镉化合物引起的中毒。有急性 ﹑慢性中毒之分。吸入含镉气体可致呼吸道 症状﹐经口摄入镉可致肝﹑肾症状。
镉的吸收和代谢
镉的烟雾和灰尘可经呼吸道吸入。肺内 镉的吸收量约占总进入量的25~40%。每日 吸20支香烟﹐可吸入镉2~4ug。镉经消化道 的吸收率﹐与镉化合物的种类﹑摄入量及是 否共同摄入其它金属有关。例如钙﹑铁摄入 量低时﹐镉吸收可明显增加﹐而摄入锌时﹐镉 的吸收可被抑制。吸收入血液的镉﹐主要与 红细胞结合。肝脏和肾脏是体内贮存镉的两 大器官﹐两者所含的镉约占体内镉总量的 60%。据估计﹐40~60岁的正常人﹐体内含镉 总量约30mg﹐其中10mg存于肾﹐4mg存于 肝﹐其余分布于肺﹑胰﹑甲状腺﹑睾丸﹑毛 发等处。器官组织中镉的含量﹐可因地区﹑ 环境污染情况的不同而有很大差异﹐并随年 龄的增加而增加。
进入体内的镉主要通过肾脏经尿排出﹐ 但也有相当数量由肝脏经胆汁随粪便排出。 镉的排出速度很慢﹐人肾皮质镉的生物学半 衰期是10~30年。
作用机制
氧化镉烟尘在呼吸道吸收缓慢,约11% 滞留于肺组织。镉化合物在胃肠道吸收5% ~7%,其余由粪便排出。吸收的镉主要通 过肾脏由尿排出,乳汁亦有排出。镉可通过 胎盘,影响胎儿。体内吸收的镉,排出很 慢,10年仅50%。
镉进入血液后迅速与金属巯蛋白 (metallothionein,MT)结合形成镉金属 巯蛋白(MTCd),约70%在红细胞中, 30%在血浆中。根据血凝胶色谱图分析有三 个含镉峰,分别为MT-Cd约占65%,高分子 蛋白结合镉(HMWP-Cd)占30%,非蛋白 质的小分子镉结合物(LMW-Cd)占5%;在 红细胞中的镉除上述三种外,尚有与血红蛋 白结合镉(Hb-Cd)约占5%。其中HMWP-Cd具有主要毒作用。全身组织中的镉主要通 过血液循环,由血浆中镉释放到组织中,主 要在肝、肾。肝内镉含量随着时间延长递 减,而肾脏镉含量却逐渐增加,约占全身镉 总量1/3。镉对组织的毒作用是通过镉和钙 竞争与钙调素(calmolulin,CaM)结合, 干扰CaM及其所调
控的生理、生化体系,使 Ca2+-ATP酶和磷酸二酯酶活性抑制、细胞质 中微管解聚而影响细胞骨架、刺激动脉血管 平滑肌细胞导致血压升高。镉还刺激儿茶酚 胺合成酶活性使多巴胺水平增高、抑制Na+-K+-ATP酶、含锌的酶、氨基酸脱羧酶、组氨 酸酶、淀粉酶、过氧化酶等活性,特别是亮 氨酰基氨肽酶受抑制,使蛋白质分解。肾是 镉主要排泄器官,使镉进一步滞留,当尿镉 为2μg/g肌酐时,尿中6-酮-前列腺素1α(6-酮-PGF1α)和唾液酸水平已开始明显升高; 4μg/g肌酐时,肾小管抗原BBA、N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶(NAG)、肠碱性磷酸酶 (IAP)、白蛋白及铁蛋白在尿液中浓度升 高;当达到10μg/g肌酐时,血清β2微球蛋 白(β2MG)和尿中β2MG、T-H-糖蛋白 (THG)和葡萄糖胺聚糖(GAG)等水平升 高。上述指标不同程度地反映镉引起肾生物 化学的改变、肾小球屏障功能损害、肾小管 细胞损害和功能障碍。镉还造成肝细胞损 害,引起肝功能异常;阻碍肠道对铁的吸 收,诱发低色素贫血。镉抑制α1-抗胰蛋白 酶(α1trypsin)引起镉诱发肺气肿(cd-induced emphysema)。镉对血管有原发 损害,引起组织缺氧和损害。
镉中毒的临床
镉及其化合物均有一定的毒性。吸入氧 化镉的烟雾可产生急性中毒。中毒早期表现 咽痛﹑咳嗽﹑胸闷﹑气短﹑头晕﹑恶心﹑全 身酸痛﹑无力﹑发热等症状﹐严重者可出 现中毒性肺水肿或化学性肺炎﹐有明显的呼 吸困难﹑胸痛﹑咯大量泡沫血色痰﹐可因急 性呼吸衰竭而死亡。用镀镉的器皿调制或存 放酸性食物或饮料﹐饮食中可以含镉﹐误食后 也可引起急性镉中毒。潜伏期短﹐通常经10 ~20分钟后﹐即可发生恶心﹑呕吐﹑腹痛﹑ 腹泻等症状。严重者伴有眩晕﹑大汗﹑虚脱 ﹑上肢感觉迟钝﹑甚至出现抽搐﹑休克。一 般需经3~5天才可恢复。
长期吸入镉可产生慢性中毒﹐引起肾脏 损害﹐主要表现为尿中含大量低分子量蛋白 质﹐肾小球的滤过功能虽多属正常﹐但肾小管 的回收功能却减退﹐并且尿镉的排出增加。
镉作业工人的肺气肿﹑贫血及骨骼改变 也有报导﹐但这些改变与镉接触的确切关系 尚不能肯定。国外也有报导接触氧化镉的工 人前列腺癌发病率较高。
临床表现
食入性急性中毒
多因食入镀镉容器内的酸性食物所致, 经数分钟至数小时出现症状,酷似急性胃肠 炎:恶心、呕吐、腹痛、腹泻、全身乏力、 肌肉酸痛,并有头痛、肌肉疼痛,可因失水 而发生虚脱,甚者急性肾功能衰竭而死亡。 成人口服镉盐的致死剂量在300mg以上。
吸入性急性中毒
吸人高浓度镉烟所致,先有上呼吸道粘 膜刺激症状,脱离接触后上述症状减轻。经
4—10小时的潜伏期,出现咳嗽、胸闷、呼 吸困难,伴寒战、背部和四肢肌肉和关节酸 痛,胸部X线检查有片状阴影和肺纹理增 粗。严重患者出现迟发性肺水肿,可因呼吸 及循环衰竭死亡。少数合并有肝、肾损害。 少数病例急性期后发生肺纤维化,遗留下肺 通气功能障碍。
急性镉中毒
根据接触史和呼吸道症状,诊断不难。 慢性镉中毒除职业史和临床症状外,结合胸 片、肺功能、肾小管功能和尿镉等作出诊 断。
急性镉中毒系吸入所致,先有上呼吸道 粘膜刺激症状,脱离接触后上述症状减轻。 经4~10小时的潜伏期,出现咳嗽、胸闷、 呼吸困难,伴寒战、背部和四肢肌肉和关节 酸痛,胸部X线检查有片状阴影和肺纹理增 粗。严重患者出现肺水肿和心力衰竭。口服 镉化合物引起中毒的临床表现酷似急性胃肠 炎,有恶心、呕吐、腹痛、腹泻、全身无 力、肌肉酸痛,重者有虚脱。
慢性镉中毒
长期过量接触镉,主要引起肾脏损害, 极少数严重的晚期病人可出现骨骼病变。吸 入中毒尚可引起肺部损害。一、肾脏损害: 早期肾脏损害表现为近端肾小管重吸收功能 障碍,尿中出现低分子蛋白(β2微球蛋白、 维生素A结合蛋白、溶菌酶和核糖核酸酶 等),还可出现葡萄糖尿、高氨基酸尿和高磷 酸尿。继之,高分子量蛋白(如白蛋白、转铁 蛋白等)也可因肾小球损害而排泄增加。晚期 患者的肾脏结构损害!出现慢性肾功能衰竭。 即使脱离接触,肾功能障碍仍将持续存在。 在长期接触镉的工人中,肾结石的发病率增 高。
二、肺部损害:为慢性进行性阻塞性肺 气肿,肺纤维化,最终导致肺功能减退。明 显的肺功能异常一般出现在尿蛋白出现后。 三、骨骼损害及痛痛病(itai itai disease):严 重慢性镉中毒患者的晚期可出现骨骼损害, 表现为全身骨痛,伴不同程度骨质疏松、骨 软化症、自发性骨折和严重肾小管功能障碍 综合征。严重患者发生多发性病理性骨折。 尿检有低分子量蛋白尿,尿钙和尿磷酸盐增 加。血镉增高,血钙降低。痛痛病的发生尚 与营养因素(低蛋白、低钙及低铁)和多次妊 娠等因素有关。
四、其他:慢性中毒患者常伴有牙齿颈 部黄斑、嗅觉减退或丧失、鼻粘膜溃疡和萎 缩、轻度贫血,偶有食欲碱退、恶心、肝功 能轻度异常、体重减轻和高血压。长期接触 镉作业者,肺癌发病率增高。
实验室检查
尿镉
尿镉正常值大多数在1μg/g肌酐(或 1μg/L)以下,上限多在5μg/g肌酐(或5μg/L)以下。尿镉可反映近期镉接触情况和一 定程度上反映体内镉负荷,特别是肾内镉水 平。
血镉
血镉波动很大,可作为近期接触指 标。世界卫生组织
建议个体血镉临界值为 10μg/L。在慢性镉中毒时,尿β2MG常超过 420μg/g肌酐(420μg/L),甚至超过 1000μg/g肌酐(1000μg/L)。
其他
此外,尚可出现尿6-酮-PGF1α、NAG、 IAP、THG和GAG等排泄量增多。
诊断
急性镉中毒
根据接触史和呼吸道症状、胃肠道表 现,诊断不难。
慢性镉中毒
除职业史和临床症状外,结合胸片、肺 功能、肾小管功能和尿镉等做出诊断。
职业性镉中毒的诊断标准参见国家标准 GBZl7-2002。
鉴别诊断
食入性急性中毒应与食物中毒、急性胃 肠炎等鉴别;吸入性急性中毒应与上呼吸道 感染、心源性肺水肿等相鉴别。慢性镉中毒 需与其他重金属或药物致肾功能障碍鉴别。
治疗
急性镉中毒
口服中毒尽早用温水洗胃、导泻,并予 补液,纠正水、电解质紊乱;急性吸人中毒 治疗参照“刺激性气体中毒”,应用大剂量糖 皮质激素,关键在于防止肺水肿。应及早撤 离出事现场﹑保持安静﹐卧床休息﹐吸入氧 气﹐保持呼吸道畅通﹐可用10%硅酮雾化吸 入﹐以消除泡沫﹐肾上腺皮质激素能降低毛细 血管通透性﹐宜早期定量使用。限制液体入 量﹐给予抗生素防止继发感染﹐急性食入性镉 中毒时主要采用对症治疗﹐给予大量补液﹑ 注射阿托品用来止吐和消除腹痛。重症病人 可予血液透析治疗,同时给予驱镉治疗。驱 镉治疗可选用依地酸钙钠(参见“铅中毒”节), 若有肾脏损害时,宜半量给予。
慢性镉中毒
一般不主张驱镉治疗,因与络合剂结合 的镉使肾镉积蓄量增加,加重肾毒性。以对 症治疗为主。乙基二硫代氨基甲酸钠治疗慢 性镉中毒已引起临床关注。痛痛病患者用维 生素D每日20000U,口服或每周60000U, 肌肉注射和钙剂治疗,并补充蛋白质,同时 苯内酸诺龙10mg,肌肉注射,每周l~2 次,可缓解症状。
镉中毒的防治
吸入大量氧化镉烟雾所致的急性中毒﹐ 其治疗与一般刺激性气体中毒的处理相同。 关键在于防止肺水肿。应及早撤离出事现场 ﹑保持安静﹐卧床休息﹐吸入氧气﹐保持呼吸 道畅通﹐可用10%硅酮雾化吸入﹐以消除泡 沫﹐肾上腺皮质激素能降低毛细血管通透性﹐ 宜早期定量使用。限制液体入量﹐给予抗生 素防止继发感染﹐急性食入性镉中毒时主要 采用对症治疗﹐给予大量补液﹑注射阿托品 用来止吐和消除腹痛。慢性镉中毒引起肾脏 损害者﹐膳食中应增加钙和磷酸盐的摄入﹐供 给充足的锌和蛋白质﹐金属络合剂依地酸二 钠钙(caNa2EDTA)可增加镉的排出﹐但可加重 肾脏的损害﹐目前在急﹑慢性中毒时均不主 张使用。有报导口服氮川三乙酸(NTA)能促 使镉排出(主要经由粪便)﹐从而降低在体内的 蓄积﹐而不损害肾
脏功能。
为了预防镉中毒﹐熔炼﹑使用镉及其化 合物的场所﹐应具有良好的通风和密闭装 置。焊接和电镀工艺除应有必要的排风设备 外﹐操作时应戴个人防毒面具。不应在生产 场所进食和吸烟。中国规定的生产场所氧化 镉最高容许浓度为0.1mg/m3。
镀镉器皿不能存放食品﹐特别是醋类等 酸性食品。
镉污染土壤﹐可造成公害病痛痛病。镉 对土壤的污染﹐主要通过两种形式﹐一是工业 废气中的镉随风向四周扩散﹐经自然沉降﹐蓄 积于工厂周围土壤中﹐另一种方式是含镉工 业废水灌溉农田﹐使土壤受到镉的污染。因 此为了防止镉对环境的污染﹐必须做好环境 保护工作﹐严格执行镉的环境卫生标准。
镉污染危害和机理
长期食用遭到镉污染的食品,可能导 致“痛痛病”,即身体积聚过量的镉损坏肾小 管功能,造成体内蛋白质从尿中流失,久而 久之形成软骨症和自发性骨折。长期饮用受 镉污染的自来水或地表水,并用受镉污染的 水进行灌溉(特别是稻谷),会致使镉在体内 蓄积,造成肾损伤,进而导致骨软化症,周 身疼痛,称为“痛痛病”。此外,慢性镉中毒 对人体生育能力也有所影响,它会严重损伤 Y因子,使出生的婴儿多为女性。
进入人体的镉,在体内形成镉硫蛋白, 通过血液到达全身,并有选择性地蓄积于 肾、肝中。肾脏可蓄积吸收量的1/3,是镉 中毒的靶器官。此外,在脾、胰、甲状腺、睾 丸和毛发也有一定的蓄积。镉的排泄途径主 要通过粪便,也有少量从尿中排出。在正常 人的血中,镉含量很低,接触镉后会增高, 但停止接触后可迅速恢复正常。镉与含羟 基、氨基、巯基的蛋白质分子结合,能使许 多酶系统受到抑制,从而影响肝、肾器官中 酶系统的正常功能。镉还会损伤肾小管,使 人出现糖尿、蛋白尿和氨基酸尿等症状,并 使尿钙和尿酸的排出量增加。肾功能不全又 会影响维生素D3的活性,使骨骼的生长代谢 受阻碍,从而造成骨骼疏松、萎缩、变形 等。慢性镉中毒主要影响肾脏,最典型的例 子是日本著名的公害病──痛痛病,但日本 的痛痛病有明显的地区性,其中某些症状 (如骨软化)在其他发生慢性镉中毒地区比 较少见。慢性镉中毒还可引起贫血。急性镉 中毒,大多是由于在生产环境中一次吸入或 摄入大量镉化物引起的。大剂量的镉是一种 强的局部刺激剂。含镉气体通过呼吸道会引 起呼吸道刺激症状,如出现肺炎、肺水肿、 呼吸困难等。镉从消化道进入人体,则会出 现呕吐、胃肠痉挛、腹疼、腹泻等症状,甚 至可因肝肾综合症死亡。
从动物实验和人群的流行病学调查中发 现,镉还可使温血动物和
人的染色体发生畸 变。镉的致畸作用和致癌作用(主要致前列 腺癌),也经动物实验得到证实,但尚未得
读:受龙江河宜州市河段镉污染事件影响,“龙城”柳州的这个龙年春节变得有些紧张起
来。从1月24日晚开始,由于担心饮用水被污染,市民们纷纷到超市、商店抢购瓶装水。那
么,到底镉污染会造成哪些危害呢?我们一起来看看吧。
【新闻事件回顾】1月29日,在广西宜州叶茂水电站,工作人员将氯化铝投入水池,引入
龙江河中稀释污染水体。目前,广西龙江镉污染处置工作仍在持续,最初发现污染水体的拉浪
水库镉浓度已达标,这证明镉污染源已被截断。
广西龙江镉污染处置工作仍在持续,最初发现污染水体的拉浪水库镉浓度已达标,这证明
镉污染源已被截断。根据最新通报,29日上午龙江镉污染团前锋已进入柳州水源保护地,但目
前仍在控制范围内。
【全球医院网专家解析】
1、镉污染是如何危害健康
进入人体的镉,在体内形成镉硫蛋白,通过血液到达全身,并有选择性地蓄积于肾、肝
中。肾脏可蓄积吸收量的1/3,是镉中毒的靶器官。此外,在脾、胰、甲状腺、睾丸和毛发也
有一定的蓄积。镉的排泄途径主要通过粪便,也有少量从尿中排出。在正常人的血中,镉含量
很低,接触镉后会升高,但停止接触后可迅速恢复正常。
慢性镉中毒可引起贫血。急性镉中毒,大多是由于在生产环境中一次吸入或摄入大量镉化
物引起。大剂量的镉是一种强的局部刺激剂。含镉气体通过呼吸道会引起呼吸道刺激症状,如
出现肺炎、肺水肿、呼吸困难等。镉从消化道进入人体,则会出现呕吐、胃肠痉挛、腹疼、腹
泻等症状,甚至可因肝肾综合症死亡。
2、出现急性镉中毒如何急救
(1)吸入中毒①迅速移离现场、保持安静、卧床休息,并给予氧气吸入。②保持呼吸道通
畅,积极防治化学性肺炎和肺水肿,早期给予短程大剂量糖皮质激素,必要时给予1%二甲基
硅油消泡气雾剂。③为预防阻塞性毛细支气管炎,可酌情延长糖皮质激素使用时间。④可给予
依地酸二钠钙或巯基类络合剂进行驱镉治疗。⑤严重者要重视全身支持疗法和其他对症治疗。
(2)口服中毒①立即用温水洗胃,卧床休息。②给予对症和支持治疗,如腹痛时可用阿托
品,呕吐频繁时适当补液,既要积极防治休克,又要避免补液过多引起肺水肿。
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