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環境水平及人體暴露
環境水平和人體暴露
天然水不含鉻,海水中鉻的平均濃度為0.05μg/L,飲用水中更低。六價鉻污染嚴重的水通常呈黃色,根據黃色深淺程度不同可初步判定水受污染的程度。剛出現黃色時,六價鉻的濃度為2.5~3.0mg/L。
暴露途徑:吸入、食入
健康危害:金屬鉻對人體幾乎不產生有害作用,未見引起工業中毒的報導。進入人體的鉻被積存在人體組織中,代謝和被清除的速度緩慢。鉻進入血液後,主要與血漿中的球蛋白、白蛋白、γ-球蛋白結合,六價鉻還可透過紅細胞膜,15min內可以有50%的六價鉻進入細胞,進入紅細胞後與血紅蛋白結合。鉻的代謝物主要從腎排出,少量經糞便排出。六價鉻對人主要是慢性毒害,它可以通過消化道、呼吸道、皮膚和黏膜侵入人體,在體內主要積聚在肝、腎和內分泌腺中。通過呼吸道進入的則易積存在肺部。六價鉻有強氧化作用,所以慢性中毒往往以局部損害開始逐漸發展到不可救藥。經呼吸道侵入人體時,開始侵害上呼吸道,引起鼻炎、咽炎、喉炎和支氣管炎。
生物效應
人體內的代謝動力學
吸收/分布/排泄
吸收:成人每天從食物中平均攝入鉻50~600μg。鉻及其化合物主要經消化道和呼吸道進入體內,其吸收率因價數不同而有明顯差異。三價鉻口服吸收率明顯低於六價鉻,三價和六價鉻均可經呼吸道吸入,另外六價鉻尚可少量經皮膚吸收。
分布:主要分布在肺、氣管、大小腸中。
排泄:鉻經腎臟由尿中迅速排出,無明顯的蓄積作用,注射進入體內的鉻約80%由尿排出,其餘經糞便排出,乳汁中可排出微量。正常人尿鉻含量為4~5μg/L,血鉻為2~3μg/L,毛髮鉻為150μg/g。
代謝及其產物
鉻是人體必需的微量元素之一。鉻參與體內的糖、脂肪和蛋白質代謝,與蛋白質的合成可能有關。實驗證明缺鉻時血內脂肪及類脂含量增加,動物易產生動脈粥樣硬化。進入血液中的鉻代謝很快,可迅速從血液中消失,組織中鉻的濃度高於血液10~100倍。
體內和體外效應
鉻的毒性與其存在形式有關。金屬鉻毒性最小,二價鉻和三價鉻的毒性其次,六價鉻毒性最大。鉻可參與和干擾酶的活性,三價鉻和鎂離子一起可啟動磷酸葡萄糖變位酶、細胞色素酶系、琥珀酸脫氧酶、凝乳酶胰蛋白酶。六價鉻可抑制尿素酶活性及阻止半胱氨酸酶的氧化作用。當六價鉻還原成三價鉻時可抑制谷胱苷肽還原酶的活性,從而使正鐵血紅蛋白氧化成高鐵血紅蛋白,失去攜帶氧的能力。過量的鉻還可沉澱核酸和核蛋白,使蛋白質變性。
人體效應
金屬鉻化學性質很不活潑,一般認為二價鉻無毒,三價鉻毒性小,吸收率低,清除也快,故一般不引起急性中毒,六價鉻毒性比三價鉻大100倍,溶解度大,較易吸收,對局部組織有腐蝕性,被機體吸收後雖可還原為三價鉻,但在還原過程中對機體具刺激性和腐蝕性,而且可抑制谷胱甘肽還原酶的活性,使正鐵血紅蛋白氧化為高鐵血紅蛋白。六價鉻可使蛋白質變性,而且是核酸的沉澱劑,可影響體內氧化、還原過程,干擾酶系統。此外,鉻及其化合物在高濃度時具有明顯的局部刺激和腐蝕作用,低濃度時有致敏作用,可產生哮喘和過敏性皮炎。
急性中毒
①生活性中毒主要為誤服六價可溶性鉻鹽所致,以重鉻酸鉀居多,成人的致死量為50~70mg/kg。鉻酸外用治療疣、痔瘡也可引起急性中毒。曾有一例面部皮膚癌敷用鉻酸結晶致嚴重腎損害,30d後死亡。經消化道中毒者,少量可致口腔黏膜輕度腐蝕,咽部灼熱,腫脹和疼痛,大量中毒於數分鐘後即有噁心、嘔吐、腹痛、腹瀉、血水樣尿、頭昏、乏力,吐瀉明顯者則有脫水錶現;嚴重病例尚有煩躁不安、化學性青紫、四肢厥冷、血壓下降、呼吸急促、脈搏快速,甚至發生休克和昏迷;隨後可發生腎損害,出現蛋白尿、血尿、少尿或無尿,甚至發展為急性腎衰竭。誤用鉻酸經皮吸收中毒者吐瀉、失水等消化道症狀輕微,但局部有刺激和腐蝕疼痛,隨後發生肝、腎損害,約於用藥後48h,出現腎小管廣泛病變,出現上述腎損害表現,部分病例尚有肝大、黃疸及肝功能異常等肝損害症狀。
②急性吸入中毒主要見於職業接觸人群,多為吸入六價鉻化合物的粉塵或煙霧所致,此見於鉻酸鹽製造、電鍍等作業,但比較罕見。吸入中毒發病較急,主要引起呼吸系統病變,一般較少引起呼吸系統以外病變。主要症狀有鼻咽燒灼感、咽痛、流涕、噴嚏、流淚、咳嗽、胸悶、胸痛及氣促等,嚴重者可發生化學性肺炎,兩肺可聞及乾、濕囉音,少數敏感個體發生症狀更快、更明顯,並可出現哮喘和發紺。X線檢查肺紋理增強或有斑片狀炎性浸潤灶。
慢性中毒
長期或反覆接觸低劑量鉻酸霧或鉻酸鹽塵,可發生慢性結膜炎、咽炎、支氣管炎,常有咽痛、咳嗽,甚至出現哮喘,鼻中隔可見黏膜充血、腫脹、乾燥或萎縮,嚴重者可出現鼻中隔潰瘍和穿孔(鉻鼻病)。皮膚長期或反覆接觸鉻化合物,可發生接觸性皮炎,用0.5%重鉻酸鉀作皮膚斑貼試驗,陽性率甚高。除此之外,還可引起血液系統的改變。一些研究表明,六價鉻還是潛在的致癌物。