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接触锑的潜在危害
环境中的重金属污染,是人们关注的热点问题之一。比较铅、汞、镉等金属,人们对于环境中锑污染所带来的潜在危害了解较少。由于人类生产、生活过程中锑及其化合物的广泛使用,环境中锑的污染趋于严重。锑作为污染源进入环境,源于天然排放与人为排放。每年通过火山喷发等自然过程释放到大气中的锑约有700吨,而通过人类活动,如锑矿的开采、冶炼和燃煤等过程,释放到大气中的锑约有2800吨,锑的环境污染源以人为因素为主。有研究表明城市垃圾中锑的含量达到52mg/kg干重,其中80%来自布料、窗帘、纺织品和塑料中的阻燃剂,城市垃圾焚烧残渣中锑的浓度达38mg/kg。一些国家用含锑焊料焊接水管,增加了自来水中的锑含量。在交通运输环节,汽车刹车片的磨擦是锑释放到大气的途径之一。
锑在地壳中的含量为0.2~0.3mg/kg,世界锑储量大约为4.5- 6百万吨,而我国大约为3百万吨以上,是全球范围内主要的锑生产国,我国锑的储量、产量、出口量均占世界首位。人类应用锑已有悠久的历史,锑剂曾经广泛用于霍乱、肺结核、血吸虫病、黑热病等疾病的治疗;锑及其化合物还用于生产陶瓷、玻璃、电池、油漆及阻燃剂,近年来人们以锑剂作为聚酯塑料瓶生产的催化剂,增加了人们与锑接触的环节。
以往的研究证实锑对人体及环境生物具有毒性作用,甚至被怀疑为致癌物,锑及其化合物被许多国家列为重点污染物。与诸多元素相似,锑及其化合物的毒性取决于其存在形式,不同锑化合物毒性差异很大,一般来说元素锑毒性大于无机锑盐,三价锑的毒性大于五价锑, 无机锑的毒性大于有机锑化合物。
锑及其化合物可以通过呼吸道、消化道或皮肤等暴露途径进入人体。有研究人员认为在工作岗位接触高浓度锑,可以造成皮肤粘膜、心脏、肝脏、肺及神经系统等多个组织器官的损害。而长期在低浓度锑环境下作业,劳动者体内锑蓄积会增加,可以观察到皮肤、心脏、肝脏、肺等组织器官损伤发病率增高的趋势。
有研究人员认为,锑及其化合物的慢性毒性试验证实,锑与细胞中的巯基发生不可逆转的结合,进而干扰含巯基蛋白质和酶类的正常代谢,从而对生物体产生损害作用。有研究者报道,在饮水中添加三价可溶性锑盐-酒石酸锑钾,经过90天的慢性暴露,锑能够引起老鼠体内轻微的化学和血液学的改变, 同时引起甲状腺、肝脏、胸腺、脾脏和脑垂体等组织相应的结构变化。当锑的浓度达到5mg/L时,能引起雌性老鼠血糖显著下降。锑的残留浓度在各组织中的排序为红细胞> 脾>肝>肾>脑>脂肪>血清。
关于锑及其化合物的致癌效应,上世纪80年代,有国外研究人员给大鼠以45mg/m3的三氧化二锑吸入方式暴露52周,观察5个月后发现,雌鼠肺肿瘤发生率为27%,而雄鼠没有肿瘤发生。另一项相关的的动物实验,研究者给大鼠吸入0.06-4.5mg/m3的三氧化二锑12个月,观察12个月,实验组的肺癌发生率没有增加。考虑到上述不同的研究结果,有研究者认为结果的差异可能是暴露剂量不同所致,但是无法解释为何雄鼠并未出现肺部肿瘤的现象。虽然关于锑是否具有致癌性的结论有分歧,但是依据相关的毒理学实验结果,锑及其化合物对人体可能具有潜在的致癌风险。
考虑到锑的毒性和生物学效应,人们开始关注在环境和生活领域的锑暴露。世界卫生组织规定锑的人体每日摄取容许量为0.86ug/kg,美国和欧盟规定人体每日摄取容许量为0.4ug/kg;世界卫生组织规定饮用水中锑的卫生标准为20ug/L,美国为6ug/L,欧盟为5ug/L,日本为2ug/L;我国《生活饮用水卫生规范》GB5749-2006中规定锑的限值为5ug/L。
2010年11月有英国研究人员提出,由于在生产聚酯塑料矿泉水瓶的过程中使用含有锑的催化剂,矿泉水瓶中的锑可能会持续向水中迁移,这种元素长期积聚在体内可能危害健康。研究人员对15种热销的瓶装水进行检测,发现天然地下水中锑含量是万亿分之一,而刚出厂的瓶装水中锑含量平均为万亿分之一百六十,出厂3个月后瓶装水中的锑元素含量增加了一倍;并且环境温度越高,锑元素在水中的溶解量越大,而人们对瓶装水的高峰需求时段正是炎热的夏季。
我国科技工作者在2008年报道了聚酯塑料水瓶中锑催化剂析出的研究结果,在所测定的8种饮料中,发现饮料的酸碱性对锑溶出有显著影响,碳酸饮料中锑的含量达到0.07mg/L,碱性饮料的含量达到0.0342mg/L,而矿泉水和纯净水中锑的含量不高于0.001mg/L。研究显示在酸性溶液中锑的析出高于碱性溶液,当溶液为中性时锑几乎没有析出;温度增高会增加锑的析出,涉及到夏季高温及部分饮料采用了高温灌装的生产工艺环节。
依据目前的研究发现,不能认定饮用瓶装矿泉水、纯净水会由于锑析出危害健康,但是不应当长时间将其置于高温、暴晒的条件下贮存。仅就酸性条件下对锑溶出的促进作用而言,消费碳酸饮料有理由相信选择听装比瓶装更为明智。以聚酯瓶装醋,理论上会促进瓶体中的锑析出,由于作为调味品的醋,其日常消费量要远低于饮料,不能简单地认定风险一定高于喝饮料,但是从预防为主的理念出发,不要人为地将食醋分装到聚酯塑料瓶中。
首都医科大学附属北京朝阳医院职业病与中毒医学科 郝凤桐