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1、1砷的危害与防治一、砷的来源 自然的来源，主要来自母岩或土壤母质的风化，地壳中砷的含量约 1.8 mg/kg ；自然的土体中，砷含量范围为 0.240 mg/kg ，平均浓度为 5 mg/kg 。海水中 砷的含量平均浓度为 3 g/L ，每年流入海洋的砷量达 1.510-7 kg，估计海洋中 砷的总重量达 4.31012 kg 。火山喷发物中砷含量约 20 mg/kg。大气中砷的主 要来自土壤和植物体的释出，估计每年从地表以蒸气型态逸散至大气中的砷， 约有 2.37107 kg 。台湾地区各岩层之含砷量以煤矿中的含砷量 140 mg/kg 最 高。砷 mg/kg1.51.82.06.010.0
2、140.0 岩层花岗岩 火成岩 玄武岩 页 岩 砂 岩 煤 矿二、工业上砷的污染： 工业上砷的污染，主要来自排放的废水。焦炭、含砷黄铁矿床、及其它金属矿 场的冲出物；玻璃器皿制造、木材防腐剂、陶瓷制造业、冶金工业、制革厂、 纺织业、染料厂、炼油工业、稀土金属工业等都可能排放出含砷废水。若此含 砷废水流入河流中或湖泊中，不仅危害到水中动植物，亦可能渗透到土壤中， 而危害到陆生的动植物。工业上的砷污染，也是造成人体砷中毒的祸首。 三、农业上砷的污染： 砷除了可作为除草剂、杀虫剂和杀菌剂以外，还可作为干燥剂及木材防腐剂。 常见的含砷杀虫剂有砷酸铜、砷酸镉、砷酸铅、砷酸钙、砷酸铁及砷酸锰等； 亚砷酸钠
3、则可当作去除虱子的浸液。而最常见的除草剂则有 MSMA（monosodium methanearsonate）和双甲基砷剂；由于具高效率且低成本， 常被用来防治棉花种植地的多年生杂草，双甲基砷剂杀草方面不具有选择性， 是属于萌后处理接触型杀草剂，亦是一有效的土壤杀菌剂。含砷农药的大量及 长期使用，会使大部分的砷进入土壤并残留，而影响植物生长，甚至发生毒害 作用。以上这一些有毒的砷大都来自人类文明的废弃物，少部分来自生物体的代谢物； 若长久累积，将使我们居住的环境以及人类本身遭受砷污染的危害。 四、砷对人体所造成的影响 对人体而言，砷中毒之主要来源为水或食物。例如进入鱼体内的砷，主要是以 ars
4、enobetaine 及 arsenocholine 的型态存在，此两种型态的砷几无毒性，且易从 人体排出。若摄入砷，人和动物能将体内的砷()氧化成砷()，或将砷()还 原成砷()，亦可将砷甲基化。无机砷的毒性大于有机砷，排出体外的速率也 较慢；无机砷中又以砷()排出体外的速率较砷()快，因此无机砷在组织中的 含量较高。又若直接摄入有机砷，则其在动物体中通常经过第一次代谢后，便 会形成具有毒害作用的三价氧化砷、某些甲基砷化物，如二甲基砷或三甲基砷。 若所摄入的砷型态为双甲基砷时，则不会转变为无机砷。因此，若体内的无机2砷转变为有机砷，便能降低砷毒。此作用之进行，由动物实验得知发生在肝脏。急性食
5、入砷一般在 30 分钟内即会出现症状，但如果与食物一起摄入时也可能延 迟几小时后才出现症状。可能在呼吸及粪便中出现大蒜味、脱水、极度的口渴、 呕吐、腹泻及液体-电解质受影响是常见的。由于微血管外漏 (液体三度空间) 造成血容积减少是一种常见的早期症状。砷化合物主要经由消化道吸收但也可 经由皮肤或是呼吸道吸入；如果暴露于砷中并未因急毒性死亡，则可能会在 1 2 周后出现神经病变。 下面是砷对人体的相关影响 生命现象方面： 低血压及心搏过速为常见的早期征候。 眼耳鼻喉方面： 三价砷对眼睛、嘴巴、及粘膜组织具腐蚀性，可能发生鼻中隔穿孔.。 (c) 心脏血管方面： 在急性食入后可能出现，血容积减少或是
6、出血性休克，心房纤维化或是心搏过 速，QT 延长，T-波改变。曾有报告指出在慢性暴露后出现心肌炎。 (d) 呼吸方面：可能出现肺水肿。 (e) 神经方面： 精神状态改变，骤发，中毒而生的妄想，脑病变及延迟性周边神经病变皆为急 性砷中毒的并发症。 (f) 生殖泌尿方面：可能出现血尿症及急性肾小管坏疽。 (g) 液体-电解质方面：由于呕吐，腹泻及液体三度空间而导致迅速的体液流失。 (h) 血液学方面： 急性中毒后可能出现急性溶血。慢性暴露后可能出现全部血球减少，无再生性 贫血，或者白血病。可能出现骨髓抑制现象。 (i) 皮肤方面： 皮肤上的症状可能包括色素过多症，角化病及表皮样癌.指甲上出现 Me
7、es Line 是常见的，三价砷化物会腐蚀皮肤。三氧化二砷及五氧化二砷为敏化剂。 (j) 肌肉骨骼方面： 可能出现肌肉痉挛。 (k) 怀孕/哺乳方面： 怀孕时的影响：无机砷会穿过胎盘且有报告指出若早期没作螯合治疗会导致胎 儿死亡。 五 、砷污染的防治 防止污染3(1) 加强环境监测, 建立重点地区空气、水等流体中的砷污染预报机制, 同时加 强重点地区土壤中砷的监测, 解决好高砷地区人畜用水及农业灌溉用水问题。 (2) 加强含砷矿藏及其冶炼过程的管理, 取缔土法炼砷的工厂, 冶炼砷的工厂和 其它冶金工厂的“三废”必须达标排放, 对高砷煤采取强制性脱砷处理, 从根本 上降低空气中砷含量。 (3)
8、加强含砷化工产品管理, 特别要加强对含砷农药和医药的监管, 要加强这些 毒性药物的使用常识培训, 最大程度减少人为中毒情况的发生。 治理污染 砷污染治理的方法主要有化学方法、物理方法和生物方法。 化学方法是指用化学试剂使砷变为人体难以吸收的砷化合物, 如, 在含砷废 水中投加石灰、硫酸亚和液氯(或漂白粉) , 将砷沉淀, 然后对废渣进行处理, 也 可以让含砷废水通过硫化铁滤床或用硫酸铁、氯化铁氢氧化铁凝结沉淀等。 物理法, 主要是让含砷污水通过特殊的过滤器, 使砷富集起来变废为宝, 如, 活性炭过滤法等。 生物方法, 主要是指在砷污染的土壤或水体中种植能吸收砷的植物, 以达到 吸收砷的目的。如
9、美国科学家最近发现了一种蕨类植物可吸收污染土壤中的砷。 Mrittunjai 9, 10 等发现该蕨类植物体内的砷是其生长地土壤 200 倍。在温室试 验中, 人工配制砷污染土壤中生长的其叶片中的砷浓度高达 2263010- 6 , 表明 该植物体内含砷量高达 213%。由于蕨聚集的砷 90%存在于茎和叶中, 因此在污 染地区种植后可以收获并运输到危险废物加工厂。陈同斌 11 领导的研究小组 在国际上率先开发出砷污染土壤的植物修复技术, 并建立了第一个植物修复示 范工程。他们的研究证实, 在中国南方湖南、广西等地大面积分布的蕨类植物 蜈蚣草对砷具有很强的超富集功能, 其叶片含砷量高达 8, 大
10、大超过植 物体内的氮磷养分含量。资料显示, 中国目前受重金属污染的耕地面积占全国耕地总面积的 20%,每年因土壤污染而损失的粮食产量达 1000 万 t, 直 接经济损失 100 多亿元人民币。植物修复技术以其安全、廉价的特点正成为全 世界研究和开发的热点, 美国、加拿大的植物修复公司已经开始盈利。专家估 计, 未来 5 年内, 国际植物修复市场规模将达 20 亿美元。WeegerW 12 发现砷 的存在形式受微生物的影响, 并从水环境中分离出一株在液态介质中能够有效 地将亚砷酸盐氧化成毒性小的砷酸盐的细菌, 转化率取决细菌的密度。这株菌 呈现对三价砷的最小抑菌浓度是 6165mM ( 500
11、mg/L ) 。初步鉴定显示该菌是一 种富营养化的革兰(氏) (染色) 阴性、可移动的杆菌, 并证明可以作为重度污染 区砷修复治理的侯菌株。物理法和化学法的不足之处是费用高、二次污染大、工程化程度小, 微 生物法在含砷废水处理方面的研究取得了显著进展, 研究成果已投入工程应用。我国各级政府对地砷病的防治给予了高度重视，并投入了大量的人力、 物力和资金。1992 年我国卫生部正式将地砷病纳入地方病管理，1993 年要求各4地开展调查，并组织了“九五”科技攻关。多年来，在卫生部的领导和支持下， 广大病区防治人员和科研工作者对地砷病开展了流行病学调查，高砷水井筛查 和普查，制定了地方性砷中毒诊断和高
12、砷区判定标准，并对砷的代谢、转化、 早期诊断生物标志、发病机制、防治等多方面展开了深入研究，取得了可喜成 绩，为地砷病的防治做出了重要的贡献。迄今，我国部分病区已落实了以改水 降砷、停止燃烧高砷煤和改炉改灶为主的防治措施，病情严重的局面得到基本 控制。但是，地砷病作为最新的地方病，在我国发现历史短，发现时大面积病 区已形成，涉及人口多，病情重，加上世界范围内对该病发病机制和治疗的研 究尚无突破性进展，所以，防治和研究的任务十分繁重。为推进地砷病防治工 作更广泛深入地开展，巩固和扩大防治成果，针对目前地砷病防治工作中技术 标准、方法不完全统一的问题，本着为基层防治工作服务的原则，并配合目前 国家
13、已经启动的全国地砷病重点监测和中央补助地方的高砷水源筛查、部分地 区地砷病病情普查的项目，以及正在进行的我国与 UNICEF 合作的减轻砷中毒 项目，我们在 UNICEF 支持下组织了国内部分有经验的专家、教授编写了这本 地砷病防治手册。本手册集中了目前我国地砷病防治工作所使用的各种方法和 标准，是有关防治人员和管理干部及科研工作者可利用的参考书和工具书，阐 述了地砷病流行规律、临床表现、预防、实验室检验和监测，并附有相关的标 准、方法及地砷病病人皮肤改变的典型图片，以利于第一线防治工作者的使用。 同时，也介绍了一些国内外的最新研究成果，为科研工作者提供有价值的信息。 深信本手册的出版必将大大推动我国地砷病防治与管理工作更加科学化、标准 化、规范化和程序化。
