1 化學毒物的毒性評價指標與毒性分極
(1)毒性評價指標
物質的毒性是指該物質發生與機體組織或代謝系統的化學反應而損及生命或其他有害影響的程度。常用的毒性評價指標有以下幾種:
a. 絕對致死劑量(LD100)或絕對致死濃度(LC100),該量系指全組染毒試驗動物全部死亡的最小劑量或濃度;
b. 半數致死劑量(LD50)或半數致死濃度(LC50),該量系指染毒試驗動物半數死亡的劑量或濃度,這是將動物實驗所得數據經統計處理而得的;
c. 最小致死劑量(MLD)或最小致死濃度(MLC),該量系指全組染毒試驗動物中有個別動物死亡的劑量或濃度;
d. 最大的耐受量(LDO)或最大耐受濃度(LCO),該量系指全組染毒試驗動物全部存活的最大劑量或濃度。
e. 指標的單位
劑量常用每千克動物體重所承受毒物毫克數(mg/kg)表示;
濃度常用每立方米空氣中所含毒物的毫克或克數(mg/m3,g/m3)表示。
除用實驗動物死亡表示毒性外,還可以用機體的其他反應表示,如引起某種病理變化,上呼吸道刺激,出現麻醉和某些體液的生物化學變化等。
引起機體發生某種有害作用的最小劑量或最小濃度稱為閾劑量或閾濃度,不同的反應指標有不同的閾劑量或閾濃度,如麻醉閾劑量、上呼吸道刺激閾濃度、嗅覺閾濃度等。最小致死劑量(濃度)也是閾劑量(濃度)的一種。
一次染毒所得的閾劑量或閾濃度稱為急性閾劑量或急性閾濃度;長期多次染毒所得的閾劑量或閾濃度稱為慢性閾劑量或慢性閾濃度。
致死濃度與急性濃度,以及急性閾濃度與慢性閾濃度之間的濃度差距,分別對了解發生急性與慢性中毒的危險性有很大意義。前者的差距愈大,其急性中毒的危險性愈小;后者的差距愈大,則慢性中毒的危險性愈大。
(2)毒性分級
半數致死劑量、(LD50,mg/kg)半數致死濃度(LC50,mg/m3)是衡量各種毒物急性毒性大小的常用指標,但是分級的標準有多種。一般按半數致死劑量(LD50,mg/kg)或半數致死濃度(LC50,mg/m3)值的大小將有毒物品分成劇毒、高毒、中等毒、低毒與微毒五級。見表2-7。
刺激性氣體的刺激作用,隨其濃度的增加而增強,可以根據人體和動物對刺激作用的閾值,劃分刺激作用等級。刺激性氣體刺激作用分級見表2-8。
表2-7 化學物質的急性毒性分級
毒性分級 |
小鼠一次經口 LD50 /(mg/kg) |
小鼠吸入染毒 2小時的LC50/(mg/m3) |
兔經皮的 LD50/(mg/kg) |
劇 毒 高 毒 中等毒 低 毒 微 毒 |
<10 11~100 101~1000 1001~10000 >10000 |
<50 51~500 501~5000 5001~50000 >50000 |
<10 11~50 51~500 501~5000 >5000 |
表2-8 刺激性氣體刺激作用分級/ ( mg/m3 )
刺激作用分級 |
人類有主觀感覺 |
大鼠呼吸系統變化 |
兔呼吸系統變化 |
貓唾液分泌增加 |
極端刺激 高度刺激 中等刺激 輕度刺激 |
≤20 20~200 200~2000 >2000 |
≤50 50~500 500~5000 >5000 |
≤500 500~5000 5000~50000 >50000 |
≤900 900~9000 9000~90000 >90000 |
各國對化學物質的毒性分級是不同的,在實際應用是應根據實際情況確定。
a. 劇毒化學品
(a) 劇毒化學品的定義
根據《劇毒化學品目錄(2002年版)》,劇毒化學品是指具有非常劇烈毒性危害的化學品,包括人工合成的化學品及其混合物(含農藥)和天然毒素。
(b) 劇毒化學品毒性判定界限
大鼠試驗,經口LD50<50 mg/kg,經皮LD50<200 mg/kg,吸入LC50<500ppm(氣體)或2.0mg/L(蒸氣)或0.5 mg/L (塵、霧),經皮LD50的試驗數據,可參考兔試驗數據。
在《劇毒化學品目錄(2002年版)》中,共收錄335種劇毒化學品。該目錄將隨著我國對化學品危險性鑒別水平和毒性認識的提高,將不定期進行修訂和公布新的目錄。
b. 有毒物質
有毒物質是一個非常廣泛的概念,為便于判定,凡符合以下條件的化學物質均視為有毒物質:
(a) 體重為200~300g白鼠的口服半數致死劑量LD50>50 mg/kg,LD50≤500 mg/kg體重的化學物質;
(b) 體重為2~3kg白兔的裸露皮膚連續接觸24小時(如24小時之內出現死亡則可縮短)半致死刑量LD50>200 mg/kg,LD50<1000 mg/kg體重的化學物質;
(c) 體重為200~300g的白鼠連續吸入1小時(如1小時內出現死亡應縮短時間)的空氣、氣體或蒸氣的半數致死濃度LC50<2000mg/ L,LC50>200mg/L,空氣中煙塵的LC50>2mg/L,LC50<20mg/L的化學物質。
在毒害品的識別中,要特別注意通過呼吸系統吸入中毒和通過皮膚吸收中毒的毒品,尤其不應忽略通過皮膚吸收中毒的毒害品。
2 空氣中有害物質的容許濃度
(1)最高容許濃度
工人作業地點空氣中有害物質的容許濃度,我國采用的衛生標準是最高容許濃度(MAC,Maximum allowab1e concentration),是指工人作業地點空氣中,有害物質在長期多次有代表性的采樣測定中都不應超過的濃度,適用條件是接觸有害物質時間以每天8小時,每周6天計算。在不超過最高容許濃度的情況下,工人長期接觸亦不致產生現代檢查方法所能發現的任何病理改變。作業地點是指工人為觀察和管理生產過程而經常或定時停留的地點,一般是所在場所地面以上2m內的空間。如生產操作在廠房內許多不同地點進行,則整個廠房均算為工作地點。
最高容許濃度是預防工人在工作地點內慢性吸人中毒的標準,不能用作急性中毒的衡量尺度。對有些易經皮膚吸收進入人體的毒物,除應盡力控制空氣中毒物含量,使其低于最高容許濃度外,還需加強皮膚的防護和減少與皮膚接觸的機會。
美國對空氣中有害物質的容許濃度一般采用的是閾限值(TLV,Threshold limit value),規定的條件中每天接觸8小時,每周工作5天,在規定的閾限值下,大多數工人在長期、反復接觸該毒物的情況下不致引起“有害作用”。閾限值(TLV)分為三種:
a. 時間加權平均閾限值(TLV-TwA)
工作人員在40小時工作周內的任何一個8小時工作班內,接觸空氣中不得超過的平均濃度;
b. 短時間接觸閾限值(TLV—STEL)
工作人員接觸毒物連續15分鐘內的時間加權平均濃度,每日接觸這種濃度的毒物不超過4次,兩次接觸之間的時間間隔不少于仍分鐘;
c. 上限值(TLV—C)
工作人員在一個工作班的任何時間內均不應超過的接觸閾限值,如果不能進行瞬時監測,則以工作班內任何時間均不應超過15分鐘時間加權平均接觸閾限值(TLV—STEL)作為上限值進行評價。
所以對國外數據要分清條件,僅供參考,不得以國外數值代替我國已經規定的最高容許濃度值作為設計依據。
(2)職業性接觸毒物及其危險度分級
職業性接觸物是指工人在生產中接觸的以原料、半成品、中間體、成品、反應副產物和雜質等形式存在的,在操作時可經呼吸道、皮膚或經口進入人體而對健康產生危害的物質。
職業性接觸毒物危害程度分級,是以急性毒性、急性中毒發病狀況、慢性中毒患病狀況、慢性中毒后果、致癌性和最高容許濃度等六項指標為基礎,依據六項分級指標綜合分析,全面權衡,以多數指標的歸屬定出危害程度的級別,但對某些特殊毒物,可按其急性、慢性或致癌性等突出危害程度定出級別。職業性接觸毒物危害程度的分級見表2—9。
危險物料識別時應正確區分職業性接觸毒物的危害程度分級和化學物質的急性毒性級,不可把兩者等同起來。職業性接觸毒物危害程度分級應根據國家標準《職業性接觸毒物危害程度分級》(GB 504485)。
2.3.3 有毒與有害物品危險特性
(1)有毒與有害物品的毒害性
a. 毒害的途徑
有毒與有害物品的主要危險性是毒害性,毒害性則主要表現為對人體及其他動物的傷害。但傷害是有一定途徑的,引起人體及其他動物中毒的主要途徑是呼吸道、消化道和皮膚三個方面。
(a) 呼吸中毒。在有毒與有害物品中,揮發性液體的蒸氣和固體的粉塵最容易通過呼吸器官進人人體。如氫氰酸、溴甲烷、苯胺、西力生、賽力散、三氧化二砷等的蒸氣和粉塵,都能經過人的呼吸道進入肺部,被肺泡表面所吸收,隨著血液循環引起中毒。此外,呼吸道的鼻、喉、氣管粘膜等,也具有相當大的吸收能力,很易被吸收而引起中毒。呼吸中毒比較快,而且嚴重。
(b) 消化中毒。指有毒與有害物品侵入人體消化器官引起的中毒。此種中毒通常是在進行毒品操作后,未經漱口、洗手就飲食、吸煙,或在操作中誤將毒品服入消化器官,進入胃腸引起中毒。由于人的肝臟對某些毒物具有解毒功能,所以消化中毒較呼吸中毒緩慢。有些毒品如砷和它的化合物,在水中不溶或溶解度很低,但通過胃液后會變為可溶物被人體吸收而引起人身中毒。
表2—9 職業性接觸毒物危害程度的分級
指 標 |
分 級 | ||||
I(極度危害) |
Ⅱ(高度危害) |
Ⅲ(中度危害) |
Ⅳ(輕度危害) | ||
急性毒性 |
吸入LC50(mg/m3) 經皮LD50,(mg/kg) 經口LD50,(mg/kg)
|
<200 <100 <25
|
200以上 100以上 25以上
|
2000以上 500以上 500以上
|
>20000 >2500 >5000
|
急性中毒發病狀況 |
生產中易發生中毒,后果嚴重 |
生產中可發生中毒,預后良好 |
偶可發生中毒 |
迄今未見急性中毒,但有急性影響 | |
慢性中毒患病狀況 |
患病率較高(≥5%) |
患病率高(<5%=或癥狀發生率高(≥20%) |
偶有中毒病例發生或癥狀發生率較高(≥10%) |
無慢性中毒而有慢性影響 | |
慢性中毒后果 |
脫離接觸后繼續進展或不能治愈 |
脫離接觸后可基本治愈 |
脫離接觸后可恢復,不致嚴重后果 |
脫離接觸后自行恢復,無不良后果 | |
致癌性 |
人體致癌物 |
可疑人體致癌物 |
實驗動物致癌物 |
無致癌性 | |
最高容許濃度/mg/m3 |
<0.1 |
0.1以上 |
1.0以上 |
>10 |
(c) 皮膚中毒。一些能溶于水或脂肪的毒物接觸皮膚后,都易侵入皮膚引起中毒。如芳香族的衍生物,硝基苯、苯胺、聯苯胺,農藥中的有機磷、有機汞、西力生、賽力散等毒物,能通過皮膚破裂的地方侵人人體,并隨著血液循環而迅速擴散。特別是氰化物的血液中毒,能極其迅速地導致死亡。此外,氯苯乙酮等毒物對眼角膜等人體的黏膜有較大的危害。
b. 毒害性的影響因素
有毒與有害物品毒害性的大小是由多種因素決定的,通過分析比較,影響因素主要有以下幾點。
(a) 化學組成和化學結構。這是決定物品毒害性的根本因素,其影響因素有:
有機化合物的飽和程度,如乙炔的毒性比乙烯大,乙烯的毒性比乙烷大等。
烴基的碳原子數,如甲基內吸磷比乙基內吸磷的毒性小50%。
硝基化合物中硝基的多少,硝基增加而毒性增強,若將鹵原子引入硝基化合物中,毒性隨著鹵原子的增加而增強。
硝基在苯環上的位置,如當同一硝基在苯環上位置改變時,其毒性相差數倍。
(b) 溶解性。有毒與有害物品在水中的溶解度越大,越容易引起中毒。因為人體內含有大量的水分,易溶于水的有毒與有害物品易被人體組織吸收,而且人體內的血液、胃液、淋巴液、細胞液中,除含有大量水分外,還含有酸、脂肪等,一些毒物在這些體液中比在水中的溶解度還要大,所以更容易引起人身中毒。
(c) 揮發性。毒害品的揮發速度越快,越容易引起中毒。這是由于毒物揮發所產生的有毒蒸氣容易通過人的呼吸器官進入體內,形成呼吸中毒。如溴甲烷、氯化酮、汞、氯化苦等有毒與有害物品的揮發性很強,其揮發的蒸氣在空氣中的濃度越大,越容易使人中毒。
(d) 顆粒細度。固體有毒與有害物品的顆粒越細,越易使人中毒。因為細小粉末容易穿透包裝隨空氣的流動而擴散。例如鉛塊進入人體后并不會引起中毒,而鉛的粉末進人人體后,則易引起中毒。
(e) 氣溫。氣溫越高則揮發性毒物蒸發越快,可使空氣中的濃度增大。同時,高溫使人的皮膚、毛孔擴張,排汗多,血液循環加快,也容易使人中毒。
(2)有毒與有害物品的火災危險性
從列入有毒與有害物品管理的物品分析可以看到,約90%的都具有火災危險性。其特性表現如下:
a. 遇濕易燃性。無機毒害品中金屬的氰化物和硒化物大都本身不燃,但都有遇濕易燃性。如鉀、鈉、鈣、鋅、銀、汞、鋇、銅、鎘、鈰、鉛、鎳等金屬的氰化物(如氰化鈉、氰化鉀),遇水或受潮都能放出極毒且易燃的氰化氫氣體。
硒化鎘、硒化鐵、硒化鋅、硒化鉛、硒粉等硒的化合物類,遇酸、高熱、酸霧或水解能放出易燃且有毒的硒化氫氣體;硒酸、氧氯化硒還能與磷、鉀猛烈反應。
b. 氧化性。在無機有毒與有害物品中,銻、汞和鉛等金屬的氧化物大都本身不燃,但都具有氧化性。如五氧化二銻(銻酐)本身不燃,但氧化性很強,380℃時即分解;四氧化鉛(紅丹)、紅降汞(紅色氧化汞)、黃降汞(黃色氧化汞)、硝酸鐵、硝酸汞、釩酸鉀、釩酸銨、五氧 化二釩等,它們本身都不燃,但都是弱氧化劑,能在500℃時分解,當與可燃物接觸后,易引起著火或爆炸,并產生毒性極強的氣體。
c. 易燃性。在《危險貨物品名表》所列的有毒與有害物品中,有很多是透明或油狀的易燃液體,有的是低閃點或中閃點液體。如溴乙烷閃點小于-20℃,三氟丙酮閃點小于-l℃,三氟醋酸乙酯閃點-1℃,異丁基腈閃點3℃,四碳基鎳閃點小于4℃。鹵代醇、鹵代酮、鹵代醛、鹵代酯等有機的鹵代物,以及有機磷、硫、氯、砷、硅、腈、胺等,都是甲、乙類或丙類液體及可燃粉劑。這些毒品既有相當的毒害性,又有一定的易燃性。硝基苯、菲釀等芳香環、稠環及雜環化合物類毒害品,阿片生漆、尼古丁等天然等有機有毒與有害物品,遇明火都能夠燃燒,遇高熱分解出有毒氣體。
d. 有毒與有害物品易爆性。有毒與有害物品當中的疊氮化鈉,芳香族含2、4位兩個硝基的氯化物、萘酚、酚鈉等化合物,遇高熱、撞擊等都可引起爆炸,并分解出有毒氣體。如2,4—二硝基氯化苯,毒性很高,遇明火或受熱至150℃以上有引起爆炸或著火的危險。砷酸鈉、氟化砷、三碘化砷等砷及砷的化合物,本身都不燃,但遇明火或高熱時,易升華放出極毒的氣體。三碘化砷遇金屬鉀、鈉時,還能形成對撞擊敏感的爆炸物。
(3)幾種典型的有毒與有害物品的危規編號
a. 氰化鈉,危規編號:61001
b. 氰化鈣,危規編號:61002
c. 氰化氰,危規編號:61003
d. 三碘化砷,危規編
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