氟中毒

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氟中毒(fluorine poisoning),食物、水或空气中的氟或氟化合物进入人体引起的中毒。以慢性者多见。常表现为骨骼、牙齿的异常,亦可影响肝脏肌肉

土壤碱性越大,水中所含氟化物浓度越高。在世界各地,高氟地区的分布均相当广泛,既见于平原,也见于山地,在盐碱地区更为常见。氟中毒流行区往往地面水浅。深层地下水或泉水含氟量较高。由于应用磷肥、农药或高氟水浇灌,蔬菜中含氟量较高。居民习惯于储存用燃煤熏烤烘干的粮食或食物。某些饮用砖茶(茶中含氟量高)的地区、火山爆发粉尘污染、磷肥厂或电解铝车间、工业废气污染空气的地区亦多氟中毒。

一般地面水含氟量不超过 0.2~0.5ppm(百万分之一),浅层地面水约在1.5ppm左右,在高氟地区,水氟可为1.6~10ppm,深层地下水甚至有高达30ppm者。

目录

氟的代谢

氟是人类生命活动必须的微量元素之一。人体每日需氟量约为1.0~1.5mg,每日摄入小剂量氟化物,可促进牙齿和骨骼的正常生长发育,也有利于神经系统传导和酶系统的正常活动。缺氟可引起龋齿

可溶性氟在消化道几乎全部吸收,10分钟后到达血循环,60分钟可达最高浓度。血中的氟75%与血浆白蛋白结合,其余以离子氟(F-)状态存在。可以通过毛细血管壁进入各组织,容易透过细胞膜。氟也可以经呼吸道皮肤进入人体。氟沉积于骨骼及牙齿,其余贮存于毛发及肝、肾中。骨氟正常为100~2000ppm,氟骨症病人可高达 10000~20000ppm。各组织中也含有一定量的氟化物,按含量多少依次为主动脉膀胱、皮肤、指(趾)甲、肾脏、头发和脂肪等。

吸收的氟化物约80%自肾排出。氟化物吸收后,最初 4小时内排泄较快,以后减慢。24小时内可排出50%。在不同地区,成人尿氟的正常值差别很大,约为 0.5~3mg/L 。粪氟排泄约为摄入量的10~20%。大量出汗时,汗氟的排泄可高达7~10%,头发含氟量约为15mg/100g,指甲中含量稍多。在一段时期内大量氟被摄入时,约半量储存于骨中。

氟对各器官的损害

氟化物对皮肤、粘膜有强烈的局部刺激作用,可引起难以愈合的皮肤溃疡急性支气管炎肺水肿肺出血。过量的氟化物被食入,可引起胃溃疡,甚至胃出血而致死。氟化物与胃酸结合生成氟氢后,可腐蚀消化道粘膜。脂肪能阻抑氟化物的吸收。可溶性氟化物的致死量为2~10g,毒性较低的氟化物,其半数致死量(可使50%实验动物死亡的剂量)为500mg/kg体重,而毒性较高者为6~8mg/kg体重。氟氢酸的毒性大于氟化纳,后者又大于氟化钙

氟能妨碍许多酶的合成,抑制酶的活性。摄入大量F-后,F-与一些阳离子,如Ca2+Mg2+、Mn2+等形成不易溶解的氟化物。这一方面可减少氟的吸收,保护机体不受或少受氟的毒害,另一方面又间接干扰某些需要Ca2+,Mg2+激活酶系统的活性。如氟能抑制骨磷酶化酶,使钙盐吸收和储存减少,引起钙磷代谢紊乱,氟还可抑制脱氢辅酶Ⅰ、Ⅱ系统,使三羧循环中断,妨碍正常的氧化磷酸化过程,阻碍能量获得。长期过量氟化物的摄入,也可激活腺苷酸环化酶的活性,导致环-磷酸腺苷(cAMP)升高。

氟可增加肌纤维膜的通透性,使血液中肌酸磷酸酶(CPK) 增高,后者能敏感地反应肌营养不良程度。肌纤维直径可变小,发生肌萎缩,肌肉也可发生灶性坏死

尿氟非由肾小管排泄,而是通过肾小球滤过,尿氟排泄阈可达 4mg/L.d,而正常时只为0.4~1.0mg/L.d。如果肾功能良好,虽每日口服6mg,氟的摄入量与排泄量仍可维持平衡。但若持续大量摄入,则可引起肾小球和肾小管的形态和功能损害,于是氟在体内蓄积,引起氟中毒。

氟对其他系统均可引起不同程度的损害。氟可影响肝代谢,降低基解毒作用,使血浆白蛋白降低,肝脏的库普弗氏细胞可发生广泛脂性变,称为“氟肝病”。过多的氟化物沉积于骨骼中可引起骨硬化,影响骨髓的造血功能。氟中毒是否会引起甲状腺肿,意见不一。流行学调查未发现地方性氟中毒地方性甲状腺肿重迭出现,也未发现氟骨症病人同时患典型甲状腺肿。氟化物不致影响甲状腺的吸碘率,也未发现甲状腺有氟的蓄积。氟与碘同属卤族元素,可能两者之间存在离子间相互拮抗作用

氟中毒的方式和临床表现

生产和使用氟及氟化物,特别是炼铝、制造磷肥时可排放出大量的含氟烟尘,污染周围大气、水源和土壤。

氟及氟化物主要以气体及粉尘形态经呼吸道和消化道进入体内。氢氟酸则可经完整的皮肤少量吸收。

氟及氟化物的急性毒性,主要在于遇水生成氟化氢和氢氟酸,两者对粘膜和皮肤均有强烈的刺激和腐蚀作用。

接触和吸入含氟气体或氟化氢时可迅速出现眼、鼻及上呼吸道粘膜的刺激症状, 如眼刺痛、 流泪流涕打喷嚏、咽痒及刺痛、声音嘶哑咳嗽胸闷等。同时可反射性地产生恶心呕吐腹痛等。吸入浓度高时可产生化学性肺炎中毒性肺水肿。骤然吸入极高浓度时甚至可引起反射性窒息

皮肤接触低浓度(<20%)的氢氟酸,当时不感觉疼痛,但可在几小时后形成皮肤轻度烧伤,烧伤的皮肤外观苍白、肿胀、可有水泡,伴刺痛和烧灼感。浓度超过60%的氢氟酸可立即引起严重的烧伤,皮肤由苍白迅速变成暗紫色,疼痛剧烈,肌肉组织坏死,腐蚀可深达骨骼,指甲受侵犯时,往往甲床发炎,有剧痛伴指甲破坏。

长期接触低浓度的氟和氟化物,可产生慢性鼻炎咽喉炎支气管炎及牙齿酸蚀症,形成氟斑牙牙釉质失去光泽,牙面粗糙,有黄褐色或棕褐色色素沉着,且易磨损折断。氟斑牙主要见于切牙、单尖牙的唇侧面。

工业性慢性氟中毒,长期饮用含氟高的饮水(氟>1mg/L)以及食用高氟土壤地区的蔬菜食物,可产生地方性氟病,其主要病变部位为骨骼,称氟骨症。

氟中毒的治疗

急性吸入中毒时吸氧、给予止咳化痰等对症药物,抗生素预防继发感染。口服或静注肾上腺皮质激素防止肺水肿。目前较常应用的抗氟中毒药物有以下几种:①钙剂,氟与钙有较强的亲和力,在肠道内两者可形成溶解性较差的CaF2随粪便排出,因此可使氟吸收减少。钙剂对疏松型、软化型和伴有钙吸入不足的氟骨症治疗有效,但长期应用钙剂可使骨硬化和软组织钙化加重,对硬化型氟骨症的治疗可能是不利的。②镁剂,饮水中镁的含量与体内氟的吸收呈反比。镁是某些酶的激活物,体内氟与镁结合形成镁氟磷酸盐复合物后,导致体内镁减少,酶的活性受到抑制。增加镁的摄入,可使镁的抑制作用减轻。蛇纹石是一种自然生成的镁硅酸盐,能使骨中的氟释出。不同地区生产的蛇纹石,结构有所不同,排氟效果也不同。蛇纹石常含有石棉成分,而后者是人类致癌物质,对其使用的安全问题应引起注意。③铝剂,铝是氟的强力络合剂,肠道中40~60%的氟可被铝结合,小剂量的氢氧化铝可增加粪氟的排出。值得注意的是,体内铝增加后不易排出,而且可影响钙磷代谢,导致血磷降低,骨磷释放,出现骨软化症。④硼剂,硼与氟形成BF4复合物后,易于排出。

氢氟酸灼伤时应立即用水冲洗,不少于5分钟,用5%碳酸氢钠液或2%氨水浸泡或湿敷皮肤灼伤处,此后可敷20%氧化镁甘油软膏,也可采用氧化镁和硫酸镁制成的镁乳合剂。1980年代以来发现烧伤部位涂敷皮质激素软膏(肤轻松地塞米松霜膏),有良好的消炎止痛效果。10%葡萄糖酸钙10ml静脉注射,每日一次。直流电钙离子透入,也有良好的止痛效果。

氟中毒的预防

因氟及氟化物具有较强的腐蚀性,为预防氟中毒,生产管线及容器应使用耐氟腐蚀材料(如耐酸陶瓷、不锈钢和塑料等),加强贮存和运输的安全管理、进入氟浓度高的场所应戴防毒面具。从事接触氢氟酸的操作和生产应在良好的通风情况下进行,穿戴防毒服和手套,并注意手套有无小漏洞。污染的衣服用碳酸氢钠溶液清洗,污染的工具设备先用石灰水中和后,再用水清洗。生产场所空气中氟化氢及氟化物 (换算成F)的最高容许浓度为1mg/m3。进行就业前和定期的健康检查,氟作业的就业禁忌症为明显的心肺疾患、神经和骨骼疾患。为预防氟骨症、氟斑牙,对饮水中含氟量也有一定标准。

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