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1、第二篇第二篇 放射毒理学各论放射毒理学各论 第十一章第十一章 钍的放射毒理学钍的放射毒理学钍钍(Thorium) 来源来源 1828年年瑞瑞典典化化学学家家贝贝采采利利乌乌斯斯 (JJBerzelius)从从挪挪威威的黑色矿石中分离出钍，并按北欧神话中的战神的黑色矿石中分离出钍，并按北欧神话中的战神Thor命名。命名。 钍钍(Thorium) 来源来源 钍广泛分布于自然界，地壳表面含量约为钍广泛分布于自然界，地壳表面含量约为9.6ppm，为铀含量，为铀含量 的的3倍多。倍多。 稀土矿物中含量为铀的稀土矿物中含量为铀的500600倍。倍。 提取钍的主要工业矿物是独居石，其主要成分是钍和稀土元素提
2、取钍的主要工业矿物是独居石，其主要成分是钍和稀土元素的混合磷酸盐，其次是方钍矿和矽磷酸矿。的混合磷酸盐，其次是方钍矿和矽磷酸矿。 大功率电子管的电极材料，磁控管阴极；大功率电子管的电极材料，磁控管阴极； ThO2煤气灯纱罩，白炽灯灯丝以及电真空管的吸气剂；煤气灯纱罩，白炽灯灯丝以及电真空管的吸气剂； 耐高温钨钍合金、不锈钢焊条以及飞机火箭中的镁钍合金等；耐高温钨钍合金、不锈钢焊条以及飞机火箭中的镁钍合金等； ThO2用于制造高级耐火坩锅和高达用于制造高级耐火坩锅和高达2700的耐火材料；的耐火材料； 金金属属钍钍、ThO2及及钍钍的的其其它它化化合合物物主主要要用用于于化化学学工工业业的的各各
3、种种合合成成、脱氧过程的催化剂。脱氧过程的催化剂。用途用途 1928年年起起，医医学学界界曾曾以以含含二二氧氧化化钍钍胶胶体体作作为为造造影影剂剂。后后来来发发现它对人体能够引起严重的晚期损伤效应而被禁用。现它对人体能够引起严重的晚期损伤效应而被禁用。 近近年年来来，在在原原子子能能工工业业中中232Th作作为为次次生生核核燃燃料料而而受受到到各各国国的重视的重视 。用途用途 钍钍有有质质量量数数为为213218、220236的的23种种放放射射性性同同位位素素，其中其中6种天然，其余均为人工放射性同位素。种天然，其余均为人工放射性同位素。 含含6种天然放射性同位素：种天然放射性同位素：232
4、Th、228Th(钍系钍系)、230Th、 234Th(铀系铀系)、227Th和和23lTh(锕系锕系)； 放射毒理学意义较大的是前四种天然放射性同位素。放射毒理学意义较大的是前四种天然放射性同位素。 辐射特性辐射特性 天天 然然 钍钍 主主 要要 由由228Th和和232Th组组 成成 ，232Th的的 半半 衰衰 期期 为为1.41010年年，衰衰变变过过程程中中生生成成具具有有不不同同半半衰衰期期的的一一系系列列子子体体，统统称为称为钍系钍系。 由由母母体体核核素素232Th衰衰变变成成稳稳定定性性208Pb，经经数数周周后后可可达达到到放放射射平平衡衡，其其间间经经历历6次次衰衰变变和
5、和4次次衰衰变变，并并释释放放出出一一定定量量的的射射线。线。粒子的能量占总衰变能量的粒子的能量占总衰变能量的90，而，而占占9，仅占仅占1。辐射特性辐射特性232Th 钍钍的的子子体体中中，放放射射毒毒理理学学意意义义较较大大的的是是228Th(射射钍钍，RdTh)，228Ra(新钍新钍I，MsThI)，224Ra(钍钍X，ThX)和和220Rn(钍射气钍射气)； 228Th（射射钍钍）为为辐辐射射源源，半半衰衰期期1.92年年。它它具具有有与与钍钍相相同同的的化化学学性性质质，所所以以在在精精选选加加工工过过程程中中很很难难与与232Th分分离离，甚甚至至在在刚刚刚刚分离出来的钍中也含有微
6、量的分离出来的钍中也含有微量的228Th； 228Ra为为钍钍的的第第一一个个衰衰变变子子体体，是是镭镭的的同同位位素素，辐辐射射源源半半衰衰期期5.75年。在钍系中除射钍外，它的辐射毒性较大；年。在钍系中除射钍外，它的辐射毒性较大； 220Rn为为氡氡的的同同位位素素，是是钍钍系系中中唯唯一一的的惰惰性性气气体体，半半衰衰期期为为55.6s，辐射源。辐射源。辐射特性辐射特性钍的子体钍的子体 钍的原子序数为钍的原子序数为90，属第，属第7周期第周期第III副族副族, 是锕系的第是锕系的第2个元素个元素; 化学性质与稀土族相似，化学活性不如铀活泼化学性质与稀土族相似，化学活性不如铀活泼; 钍离子
7、在水溶液中通常只以钍离子在水溶液中通常只以4价价状态存在状态存在;Th4具有较多的电荷和离子势，所以易发生水解，也易于络合具有较多的电荷和离子势，所以易发生水解，也易于络合; 当当溶溶液液的的pH3时时，钍钍离离子子开开始始水水解解和和聚聚合合，其其主主要要产产物物分分别别为为Th(OH) 22+，Th2(OH) 26+； 当当pH3.5时时，则则析析出出胶胶体体Th(OH)4沉沉淀淀。钍钍的的这这种种性性质质对对其其在在体体内的生物转运有很大的影响。内的生物转运有很大的影响。化学特性化学特性 钍钍的的易易溶溶性性盐盐类类有有硝硝酸酸钍钍Th(NO3)4、硫硫酸酸钍钍Th(SO4)2和和氯氯化
8、钍化钍(ThCl4) ； 难难溶溶性性钍钍化化合合物物有有二二氧氧化化钍钍（ThO2）、草草酸酸钍钍Th(C2O4)2、氟化钍氟化钍(ThF4)和氢氧化钍和氢氧化钍Th(OH)4 ；氢氧化钍溶解度最低氢氧化钍溶解度最低。 钍钍易易与与某某些些酸酸、蛋蛋白白质质，以以及及氨氨基基酸酸等等形形成成复复盐盐或或络络合合物物。钍钍的的难难溶溶性性化化合合物物在在水水中中溶溶解解度度低低，但但在在体体液液中中的的溶溶解解度度明明显增高。显增高。化学特性化学特性 钍可经钍可经呼吸道呼吸道、胃肠道胃肠道、皮肤及伤口进入机体内。、皮肤及伤口进入机体内。但由于它易于水解和聚合，生成氢氧化钍胶体沉淀，所以但由于它
9、易于水解和聚合，生成氢氧化钍胶体沉淀，所以难于吸收。难于吸收。吸收吸收 1. 呼吸道吸收呼吸道吸收 钍钍化化合合物物经经呼呼吸吸道道吸吸收收的的量量与与化化合合物物的的形形式式、溶解度溶解度及及颗粒分散度颗粒分散度有关系。有关系。 钍化合物经肺脏的吸收率为：钍化合物经肺脏的吸收率为： 柠檬酸钍氯化钍二氧化钍柠檬酸钍氯化钍二氧化钍吸收吸收 2. 胃肠道吸收胃肠道吸收 钍化合物经胃肠道钍化合物经胃肠道吸收甚微吸收甚微，一般在，一般在0.05以下，胃肠以下，胃肠道的道的pH值、食入量均影响钍的吸收，如在值、食入量均影响钍的吸收，如在酸性酸性很高的胃内，很高的胃内，钍化合物可有部分呈解离状态而被吸收，
10、在钍化合物可有部分呈解离状态而被吸收，在碱性碱性环境的肠道环境的肠道内极易形成氢氧化物沉淀，不易被吸收。内极易形成氢氧化物沉淀，不易被吸收。 吸收吸收 3. 皮肤和伤口吸收皮肤和伤口吸收 完好的皮肤完好的皮肤基本基本不吸收钍，不吸收钍，即使钍污染即使钍污染伤口，吸收量伤口，吸收量也很少也很少，钍经肺、肠道、皮肤及皮下组织难于吸收的原因，钍经肺、肠道、皮肤及皮下组织难于吸收的原因，在于钍滞留在这些组织器官内时易于水解和聚合，生成氢氧在于钍滞留在这些组织器官内时易于水解和聚合，生成氢氧化钍胶体沉淀物，溶解度极低。化钍胶体沉淀物，溶解度极低。吸收吸收 钍钍进进入入血血液液的的量量很很少少，但但易易与
11、与体体内内的的碳碳酸酸、蛋蛋白白质质等等结结合合，以以复合物复合物的形式存在于血液中；的形式存在于血液中； 吸入、吸入、食入及皮下或肌肉注射时，吸收的钍主要滞留在食入及皮下或肌肉注射时，吸收的钍主要滞留在骨骼骨骼； 血血管管内内注注入入时时，钍钍易易于于水水解解成成难难溶溶性性氢氢氧氧化化钍钍胶胶体体颗颗粒粒，被被吞吞噬噬细细胞胞吞吞噬噬后后主主要要滞滞留留在在肝肝脏脏、脾脾脏脏、骨骨髓髓和和淋淋巴巴结结等等网网状状内内皮系统，其次为皮系统，其次为骨骼骨骼； 吸吸入入可可溶溶性性钍钍化化合合物物，主主要要沉沉积积在在肺肺脏脏，由由肺肺脏脏吸吸收收的的钍钍主主要要滞留在滞留在骨骼骨骼，骨骼钍滞留
12、量始终大于肝脏和肾脏滞留量之和。，骨骼钍滞留量始终大于肝脏和肾脏滞留量之和。分布分布排除的途径和排除的途径和吸收途径吸收途径有关：有关： 食入时，食入时，90以上的钍通过以上的钍通过粪便粪便的形式排除；的形式排除； 吸收入血的钍可经吸收入血的钍可经肾脏肾脏排除；排除； 人人接接受受钍钍造造影影剂剂后后，体体内内钍钍的的排排除除缓缓慢慢，生生物物半半排排期期长长，主主要要排除途径为排除途径为肝胆系统肝胆系统； 体体内内形形成成不不溶溶性性氢氢氧氧化化物物胶胶体体而而滞滞留留于于网网状状内内皮皮组组织织中中的的钍钍，可经可经肝肠循环肝肠循环排至肠道内随排至肠道内随粪便粪便排除，并且极为缓慢；排除，
13、并且极为缓慢； 晚晚期期时时，钍钍的的排排除除速速率率非非常常缓缓慢慢，数数量量也也极极少少，粪粪钍钍和和尿尿钍钍排排除量几乎相等除量几乎相等。排除排除 232Th衰变子体衰变子体220Rn可经呼吸道排除。可经呼吸道排除。 此外，实验证明孕鼠体内的钍，可经胎盘转入胎儿此外，实验证明孕鼠体内的钍，可经胎盘转入胎儿体内，但随着妊娠期的延长，转入量逐渐减少。体内，但随着妊娠期的延长，转入量逐渐减少。排除排除 1. 确定性效应确定性效应 钍的毒性作用与其化合物形式，以及进入机体的途径等钍的毒性作用与其化合物形式，以及进入机体的途径等因素有关。因素有关。 在急性致死效应中起决定作用的是钍化合物的化学毒性
14、，在急性致死效应中起决定作用的是钍化合物的化学毒性，而非钍的辐射效应。而非钍的辐射效应。 钍造影剂能使外周血淋巴细胞染色体畸变率明显增高，钍造影剂能使外周血淋巴细胞染色体畸变率明显增高，并能引起肝、肾功能出现异常等病理性改变。并能引起肝、肾功能出现异常等病理性改变。 损伤效应损伤效应2. 随机性效应随机性效应 慢慢性性钍钍中中毒毒的的晚晚期期，其其滞滞留留组组织织器器官官可可在在慢慢性性损损伤伤的的基基础上发生癌变；础上发生癌变； 钍钍造造影影剂剂致致癌癌效效应应主主要要为为肝肝脏脏恶恶性性肿肿瘤瘤、骨骨肉肉瘤瘤、肺肺癌癌、白血病等；白血病等； 辐射致癌的辐射致癌的平均潜伏期为平均潜伏期为15
15、20年。年。损伤效应损伤效应 （1）肝脏恶性肿瘤肝脏恶性肿瘤发生率发生率最高，占最高，占63.9；男性显著高于女性；男性显著高于女性；类型：胆管癌、血管网瘤和肝细胞癌；类型：胆管癌、血管网瘤和肝细胞癌；特特征征：钍钍造造影影剂剂所所致致肿肿瘤瘤好好发发部部位位是是肝肝胆胆管管和和肝肝血血管管内内皮皮，二二者者发发生率占生率占88以上；以上；潜伏期：潜伏期：1046年，平均为年，平均为20年；年；危险度：危险度：260300104人人Gy 损伤效应损伤效应 （2）肺癌）肺癌 钍钍造造影影剂剂的的232Th产产生生稀稀有有气气体体220Rn及及其其衰衰变变子子体体，可可以以导导致致肺肺内内放放射射
16、性性的的增增加加，故故预预期期可可导导致致肺肺癌癌发发生生率率的的增加。增加。损伤效应损伤效应 （3）骨肉瘤）骨肉瘤迄今为止，尚未肯定大剂量的钍造影剂能诱发骨肉瘤；迄今为止，尚未肯定大剂量的钍造影剂能诱发骨肉瘤；致人骨肉瘤潜伏期为致人骨肉瘤潜伏期为10年，危险度估计为年，危险度估计为55120104人人Gy ； 造成骨肉瘤的效应有待进一步探讨。造成骨肉瘤的效应有待进一步探讨。 （4）白血病）白血病 由由于于钍钍长长久久的的滞滞留留于于组组织织中中并并对对骨骨髓髓持持续续地地照照射射所所致致。白白血血病病潜伏期为潜伏期为5年。危险度为年。危险度为5060104人人Gy 损伤效应损伤效应1. 接触
17、史接触史 对就诊病人或被查对象应详细地查询有助于估算对就诊病人或被查对象应详细地查询有助于估算体内污染量的情况。体内污染量的情况。2. 病史病史 在询问病史时，应特别注意有无神经衰弱症候群在询问病史时，应特别注意有无神经衰弱症候群的出现，如头痛、头晕、记亿力减退、易疲倦、失眠、的出现，如头痛、头晕、记亿力减退、易疲倦、失眠、多汗、食欲减退及脱发等。多汗、食欲减退及脱发等。医学监督医学监督3. 医学检查医学检查 在进行医学检查时，应包括血象、生化、染色体畸变率分在进行医学检查时，应包括血象、生化、染色体畸变率分析，以及眼底和析，以及眼底和X线检查。线检查。4. 生物样品的钍测定生物样品的钍测定
18、尿钍测定在内污染监测和医学监督上具有较大的实用价值。尿钍测定在内污染监测和医学监督上具有较大的实用价值。5. 体内测量体内测量 一般是用一般是用Y谱仪测定肺内钍滞留量。谱仪测定肺内钍滞留量。医学监督医学监督1. DTPA和和EDTA EDTA对对体体内内钍钍的的促促排排具具有有一一定定的的效效果果，而而DTPA的的促促排排效效果较佳；果较佳； DTPA在降低组织器官钍滞留量的同时，使尿钍排除量增加在降低组织器官钍滞留量的同时，使尿钍排除量增加20左右；而左右；而EDTA促排效果不显著；促排效果不显著； DTPA对聚合钍的促排效果甚小；对聚合钍的促排效果甚小； EDTA和和DTPA对对钍钍的的促
19、促排排效效果果，受受钍钍化化合合物物的的形形式式及及聚聚合合程度的影响很大。程度的影响很大。加速排除加速排除2. 喹胺酸喹胺酸 喹胺酸不仅肌肉注射有较好促排效果，口服也有一定效果。喹胺酸不仅肌肉注射有较好促排效果，口服也有一定效果。 喹胺酸对钍的促排效果，可随用药量之增加而增高。喹胺酸对钍的促排效果，可随用药量之增加而增高。 喹胺酸对钍的促排效果比喹胺酸对钍的促排效果比DTPA好，促排钍的效果与给药时间有关。好，促排钍的效果与给药时间有关。 加速排除加速排除3. 703-26 703-26系系苯苯羟羟基基磺磺酸酸氨氨酸酸类类络络合合剂剂，促促排排效效果果较较DTPA为为好好。对对234Th的的促促排排效效果果随随用用药药剂剂量量的的增增加加而而增增大大，体体内内滞留量随用药剂量的增加而降低。滞留量随用药剂量的增加而降低。加速排除加速排除 钍的主要辐射特性及化学特性钍的主要辐射特性及化学特性 钍在体内的分布与进入途径钍在体内的分布与进入途径 钍在体内的排除钍在体内的排除 钍钍引起的随机效应及其特点引起的随机效应及其特点 钍内污染的医学监督内容钍内污染的医学监督内容 钍钍的加速排除药物的加速排除药物钍的放射毒理学钍的放射毒理学
