鈹環境暴露

鈹污染主要來源於鈹合金生產、以鈹合金生產儀表、製造X射線管螢光燈，以及人工放射性元素生產。

基本介紹

• 中文名：鈹環境暴露
• 所屬學科：化學

鈹的主要用途

鈹和鈹的化合物主要用途有：原子能反應堆的中子減速劑，反射體材料和中子源；作為散熱、隔熱和吸熱的輕金屬材料，用於宇宙航空工業；鈹合金如鈹銅、鈹鋁合金，用於製造各種精密電子儀表等的零件；製作耐高溫陶瓷製品；用作X管球的透光片和光學鏡體材料。

我國鈹的主要污染物來源

鈹污染主要來源於鈹合金生產、以鈹合金生產儀表、製造X射線管螢光燈，以及人工放射性元素生產。每年由人類活動排入環境中的鈹約144t，其中來自燃煤的為123t，約占85.4%；來自燃油的為12t，約占8.3%；來自鈹及鈹化合物生產和加工的為9t，約占6.3%。由礦物燃料帶進環境中的鈹比重雖大，卻很分散。

環境水平及人體暴露

環境水平和人體暴露

鈹廣泛存在於空氣、水體、沉積物、土壤、食物以及菸草中。

關於鈹在食物中含量的調查資料很有限。鈹在食物中的含量較低，豆類為10mg/g灰重（0.07mg/kg鮮重）；洋白菜為30mg/kg（0.23mg/kg鮮重）；蛋類為6mg/kg（0.05mg/kg鮮重）；奶為20mg/kg（0.17mg/kg鮮重）；海魚為21～23mg/kg（10.6～10.9mg/kg鮮重）；麵包為120mg/kg乾重；萵苣為330mg/kg；西紅柿為240mg/kg；土豆為170mg/kg。在農作物中含量範圍為0.3～2.5mg/kg乾重。

在天然水中鈹的氧化物溶解度極小，英國淡水中含鈹0.01～1mg/L，平均值為0.3mg/L。根據美國國家科學院的報告，在飲水中鈹的品質濃度範圍為0.02～0.17mg/L，均值為0.1mg/L。APHA的報告顯示，在美國飲水中鈹的質量濃度範圍為0.01～0.7mg/L，均值為0.013mg/L。聯邦德國的調查表明，在飲水中鈹的質量濃度範圍<0.05mg/L（檢出限）至0.009mg/L，均值為0.08mg/L。

土壤中含鈹量為0.01～40mg/kg，平均值為0.3mg/kg。

一般人群主要是從食物和水中攝入鈹，而從空氣中吸入則不是主要途徑。由於食物中含鈹量的調查資料不夠充分，所以人群從食物中每日攝入量不易確定。根據英國的調查，每日從食物中的攝入量估計低於15mg。EPA的估算是每日鈹的總攝入量為422.8ng，其中大部分來源於食物（120ng）和飲水（300ng），而從空氣和灰塵中的來源是很少的。但是職業暴露人群主要是經呼吸道吸入。

暴露途徑

呼吸吸入、食物和飲水攝入。

毒性閾值

土壤溶液含鈹超過0.5mg/L才會引起植物中毒，因此與動物相比，鈹對植物的毒性要低得多。作業場所空氣中鈹濃度超過0.1mg/m時，即可引起急性中毒；超過1mg/m，短時接觸即可使人中毒（我國規定最高允許濃度為0.001mg/m）。

生物效應

在動物和人體內的代謝動力學比較

吸收/分布/排泄

吸收：職業暴露人群中鈹主要以粉塵或煙霧的形式，經呼吸道侵入人體。口服時，鈹的吸收量很低，因為不溶性的鈹化合物很少能在胃液中被溶解，而可溶性鈹化合物大部分在胃腸道內形成磷酸鹽而沉澱，不被吸收。此外，部分鈹鹽還可以與蛋白質反應而產生沉澱。一般認為吸收量不超過口服量的0.2%。鈹不能經完整的皮膚侵入體內。由外傷侵入的鈹及其化合物只在局部組織引起作用，但經創傷表皮入體的鈹量比經無創傷表皮要大50倍。

分布：吸入可溶性鈹鹽（如氟化鈹、硫酸鈹）時，主要沉積於骨骼系統；而吸入不溶性鈹鹽（如氧化鈹）時，則主要滯留於上呼吸道和肺；靜脈或肌內注射膠體鈹時，首先沉積於肝臟，然後部分排出，部分移入骨中；隨食物攝入硫酸鈹時，除胃腸道、肝臟和骨骼外，其他組織基本上無鈹。

排泄：鈹主要經腸道排出，部分可經腎排出。

代謝及其產物

吸收後的鈹，可能以磷酸鈹和氫氧化鈹的形式輸送。鈹能與血液或淋巴液中的蛋白質結合。

體內和體外效應

鈹為全身性毒物，跟鈹相比，鈹的化合物的毒性更大，吸入不溶性鈹鹽常滯留於呼吸道、肺和肺淋巴結；可溶性鈹化合物主要蓄積在肝和骨骼。吸收的鈹鹽化合物從尿中排出慢，可長達數年，甚至數十年。故可溶性鈹毒性較強。急性鈹中毒引起非特異性呼吸道化學性炎症和全身中毒，存在明顯劑量效應關係，還與鈹化合物的溶解度和酸性強度有關，溶解度越大，酸根離子越強，化學性炎症越嚴重。慢性鈹中毒是由細胞介導的遲髮型變應性疾病，以非乾酪性肉芽腫形成為病理特徵的多系統損害，肺部病變最為嚴重，接觸劑量與病情不一定平行。慢性中毒時，鈹作為半抗原在肺中與一些未知蛋白質結合，致敏輔助T淋巴細胞（TCD），TCD啟動巨噬細胞，並加速其分化，成為上皮樣細胞。由於鈹很少被排泄，這種免疫反應持續，形成肉芽腫。由肉芽腫中上皮樣細胞和淋巴細胞產生的纖維基因因子產生膠原，最後結疤、萎縮，導致肺功能障礙。鈹致皮炎也具有變態反應性質。

鈹毒性的大小，取決於入體途徑、不同鈹化合物的理化性質及實驗動物的種類。例如硫酸鈹半數致死劑量（LD₅₀）對小鼠經口為100mg/kg，靜脈注射為0.5mg/kg，腹腔注射為200mg/kg；對大鼠經口為98mg/kg，靜脈注射則為7.2mg/kg。氧化鈹靜脈注射的半數致死劑量（LD₅₀），大鼠為11.2mg/kg，兔為1～2mg/kg，狗則為5～20mg/kg。一般而言，可溶性鈹的毒性大，難溶性的毒性小；靜脈注入時毒性最大，呼吸道次之，經口及經皮毒性最小。

急性毒性：急性鈹中毒與鈹化合物的種類有關。例如低溫煉製的氧化鈹、氫氧化鈹等鈹鹽均能引起急性鈹中毒。

慢性毒性：含鈹的螢光粉及高溫煉製的氧化鈹則多引起慢性鈹中毒。除在動物肺臟可見肉芽腫結節外，肝臟普遍出現肝細胞腫脹變性、脂肪變性及小灶性肝細胞壞死等。含鈹量不高的各種鈹合金仍可引起鈹肺。生殖毒性、胚胎毒性和致畸性：未見經口染毒對生殖毒性、胚胎毒性和致畸性的研究報導。有一些研究都是通過胃腸外染毒以觀察鈹的生殖毒性和胚胎毒性。通過靜脈注射染毒小鼠，發現鈹不易穿過胎盤。在小鼠妊娠期腹腔注射硫酸鈹，發現染毒小鼠的後代出現行為改變。

致癌性：鈹能誘發某些動物的惡性腫瘤，如兔的骨肉瘤，大鼠的肺瘤，甚至個別猴的肺癌等。但至今尚未證實鈹對人有致癌作用。流行病學調查結果表明，職業性鈹暴露引起肺癌超額危險度的增加，但這些結果受到了抨擊，目前尚不能下結論。國際癌症研究機構（IARC）依據動物實驗資料，把鈹及其化合物放入2A組，屬於人類的可能致癌物。

人體效應

鈹及其化合物的粉塵、煙霧能引起人體很多器官的急性或慢性中毒。急性中毒是在短時間接觸或吸入大量毒物引起的，病症包括接觸性皮炎，皮膚潰瘍，眼結膜炎，呼吸系統的鼻黏膜炎、咽炎、支氣管炎、化學性肺炎等。慢性中毒是遲發性的，發病時間可遲至接觸毒物後20a，主要表現為肺部的長期延續性病變。

急性毒性作用

急性鈹中毒幾乎均僅見於職業接觸人群，如從事鈹冶煉加工、原子能、航天、製造精密儀表、耐高溫陶瓷和光學鏡體材料的接觸鈹作業者。作業場所空氣中鈹濃度超過0.1mg/m時，即可引起急性中毒；超過1mg/m，短時接觸即可使人中毒（我國規定最高允許濃度為0.001mg/m）。急性中毒的致毒機制主要與鈹干擾多種酶的活性相關，由於鈹能拮抗鎂離子，故被鎂啟動的酶系，如鹼性磷酸酶、葡萄糖磷酸復位酶、透明質酸酶及三羧酸循環中的脫氫酶等，均易被抑制，但三磷腺苷酶和琥珀酸氧化酶等卻可被啟動，至於這些酶活性的改變與中毒病理改變之間的具體聯繫，尚有待闡明。急性鈹中毒主要損害呼吸系統，尤以肺的病理改變明顯，但除呼吸系統外，尚有全身症狀和肝損害等表現。吸入後至出現症狀的潛伏期長短懸殊頗大，主要與空氣中毒物濃度密切相關，短者數小時，長者可達1～2個月甚至更長，一般在吸入大量鈹之後3～6h發病。

中毒症狀：多為金屬煙熱樣的表現，惡寒、發熱，體溫可升至39～40℃，伴頭昏、頭痛、咽痛、全身酸痛、鼻塞、胸部緊迫感、咳嗽和全身乏力等，持續數小時後全身大汗，體溫漸降至正常，其他症狀亦隨之緩解。潛伏期越短者此類症狀越明顯，長者則體溫可較低，但其他症狀仍比較突出。部分病例可伴眼結膜炎及皮損（皮炎、鈹潰瘍及肉芽腫）。

呼吸系統損害：起病症狀緩解後，經數日至2周的緩解假愈期，出現以呼吸系統為主的病損。輕者多為急性支氣管炎症狀，有全身不適、乏力、低熱、頭昏、頭痛、鼻咽刺癢灼熱、胸悶、胸痛、咳嗽、咳痰、氣短、呼吸不暢等症狀，體檢兩肺可有乾性囉音，X線檢查有肺紋理增多及紊亂，亦可無明顯改變；重者呈肺炎甚至肺水腫表現，陣發嗆咳、呼吸困難、咯血性痰、體溫升高，呼吸、脈搏均增快，甚至缺氧出現發紺，體檢雙肺有廣泛乾濕囉音，胸部X線檢查可見肺門陰影擴大，兩肺野散在多發性斑片狀或雲絮狀浸潤病灶，甚至出現大片緻密陰影，以中下肺葉居多。

肝臟損害：部分患者於發病後15～20d逐漸出現黃疸，肝大而有壓痛，相應伴有噁心、食欲不振、消化不良等消化道症狀。肝活組織檢查肝細胞有點狀壞死、嗜酸性變，間質有炎性浸潤和纖維化，肝竇Kupffer細胞增生等。

慢性毒性作用

主要是金屬鈹及其氧化物所引起的肺內瀰漫性肉芽腫性病變，病程很長，最終可發生呼吸衰竭。慢性鈹肺患者，絕大多數過去並無急性鈹中毒病史，接觸鈹及其化合物的時間與發病似無明確關係。

慢性鈹中毒常因長期吸入氧化鈹、含鈹磷光劑和金屬鈹引起。起病緩慢，一般在接觸鈹後數年，甚至10a才發病。臨床表現主要為乏力、消瘦、食欲不振、胸悶、胸痛、咳嗽、氣急；後期出現肺氣腫、缺氧、肺源性心臟病、心力衰竭。病情常因勞累、呼吸道感染、妊娠、手術、創傷等誘因加重。胸片肺野可見瀰漫性細小的顆粒陰影，較多分布的結節伴肺門淋巴結增大；或整個肺野紋理增多，呈現網狀交織結構，其中可夾雜顆粒和結節陰影。晚期因廣泛纖維化，使肺門上提，葉間裂移位或發生氣胸。肺功能檢查可有通氣功能明顯減退，換氣功能障礙，一氧化碳彌散功能和動脈氧飽和度下降。

皮膚病變包括皮炎、皮膚潰瘍和肉芽腫。鈹皮炎系接觸性或過敏性皮炎，分布在暴露部位以及用手抓被鈹污染的部位，呈紅斑、丘疹或皰疹，有燒灼感和劇癢，脫離鈹後3～7d消退。鈹潰瘍多發生在手、腕、前臂等處易擦傷部位，潰瘍周圍組織增生，邊緣隆起、堅硬，中心凹陷，狀如鳥眼，一般經1～6個月癒合，留瘢痕。鈹肉芽腫是因鈹化合物進入皮下、致深層肉芽腫形成，並緩慢生長；或由鈹潰瘍周圍皮膚逐漸生長，遮蓋潰瘍面，下面發生皮膚肉芽腫。

人體健康防治措施

人體防護

（1）呼吸系統防護：可能接觸其粉塵時，作業工人應該佩戴頭罩型電動送風過濾式防塵呼吸器。必要時，佩戴隔離式呼吸器。

（2）眼睛防護：必要時可採用安全面罩。

（3）身體防護：穿連衣式膠布防毒衣。

（4）手防護：戴橡膠手套。

（5）應注意個人衛生：工作時穿戴工作服和鞋帽，工作後淋浴，工作服嚴格處理，不任意攜帶出廠外，並最好用機器洗滌。

（6）接觸鈹者均須定期進行體格檢查。每半年或一年一次，重點應注意X線胸片、體重、肝功能和呼吸功能的改變等。

（7）其他：工作現場禁止吸菸、進食和飲水。

（8）就業禁忌證：慢性呼吸系統疾病，如慢性支氣管炎、支氣管喘息、肺氣腫、活動性肺結核等；明確的慢性肝臟疾患；慢性腎臟疾患；心臟病。

健康監測

對鈹及鈹化合物作業工人進行上崗前和定期健康檢查，及時發現就業禁忌證和早期發現鈹中毒病人及時處理。

泄漏應急處理

迅速撤離泄漏污染區人員至安全區，隔離泄漏污染區，限制出入。建議應急處理人員戴防塵面具（全面罩），穿防毒服。不要直接接觸泄漏物。避免揚塵，小心掃起，轉移回收。

滅火方法

消防人員必須佩戴過濾式防毒面具（全面罩）或隔離式呼吸器，穿全身防火防毒服，在上風向滅火。

滅火劑：二氧化碳、砂土。