- 農藥環境毒理學基礎
- 萬樹青 李麗春 張瑞明編著
- 4084字
- 2021-12-24 19:27:20
第一節 農藥進入人體內的途徑
一、進入途徑
農藥分子可經呼吸道、消化道和皮膚進入機體內,在農藥生產和農事活動中,主要經呼吸道和皮膚進入體內,亦可經消化道進入。
1.通過呼吸道途徑
呼吸道是農藥生產和使用過程中進入體內的最重要的途徑。凡是以氣體、蒸汽、霧、煙、粉塵形式存在的農藥分子,均可經呼吸道侵入體內。人的肺臟由億萬個肺泡組成,肺泡壁很薄,壁上有豐富的毛細血管,農藥分子一旦進入肺部,很快就會通過肺泡進入血液循環而被運送到全身。通過呼吸道吸收最重要的影響因素是其在空氣中的濃度,濃度越高,吸收越快。
農民在噴施農藥時,一定加強防護,特別是一些高毒或劇毒農藥,不要采用噴霧的方式施藥,需注意農藥劑型為顆粒劑的農藥,顆粒劑一般載有高毒或劇毒農藥,千萬不要采用加水噴霧的方式,必須嚴格按照使用說明施藥,避免急性中毒事件發生。
2.經皮膚吸收
在農藥生產和使用過程中,農藥經皮膚吸收引起中毒亦比較常見。脂溶性毒物經表皮吸收后,還需有水溶性,才能進一步擴散和吸收。所以水、脂溶性的農藥易被皮膚吸收。因此,在農藥生產和使用過程中,需穿防護服。施藥后可用肥皂水沖洗身體暴露部位。
3.經消化道吸收
在農藥生產、銷售和使用過程中,農藥經消化道吸收多半是由于個人衛生習慣不良,手沾染的農藥隨進食、飲水或吸煙等而進入消化道;進入呼吸道的難溶性農藥被清除后,可經由咽部被咽下而進入消化道。
二、農藥在人體內的轉運與代謝
1.分布特點
農藥被吸收后,隨血液循環(部分隨淋巴液)分布到全身,當在作用點達到一定濃度時,就可發生中毒。農藥在體內各部位分布是不均勻的,同一種農藥在不同的組織和器官分布量有多有少。有些農藥相對集中于某組織或器官中,例如含氟農藥中的氟主要集中在骨質,苯多分布于骨髓及類脂質中。
2.生化代謝
農藥吸收后受到體內生化過程的作用,其化學結構發生一定改變,稱之為毒物的生物轉化,其結果可使毒性降低(解毒作用)或增加(增毒作用)。毒物的生物轉化可歸結為氧化、還原、水解及結合。經轉化形成毒物代謝產物排出體外。
3.排泄特點
農藥在體內可經轉化后或不經轉化而排出。農藥可經腎、呼吸道及消化道途徑排出,其中經腎隨尿排出是最主要的途徑。尿液中農藥分子和代謝物的濃度與血液中的濃度密切相關,常通過測定尿中農藥及其代謝物,以監測和診斷農藥吸收和中毒,便于治療。
(1)腎臟排泄 腎臟是農藥或環境污染物最重要的排泄器官。其轉運方式是腎小球濾過和腎小管主動轉運。除分子量在2萬以上或與血漿蛋白結合的農藥或特殊環境污染物外,一般進入機體的農藥或環境污染物,都可經腎小球濾過進入尿液。有些存在于血漿中的農藥或環境污染物則可通過腎小管的近曲小管上皮細胞主動轉運,而進入腎小管腔,隨尿液排出。
(2)隨同膽汁排泄 腸胃道吸收的農藥或環境污染物,通過門脈循環進入肝臟,被代謝轉化。其代謝物和未經代謝的農藥或環境污染物,主要通過主動轉運進入膽汁,隨糞便排出。
(3)其他排泄途徑 有些農藥或環境污染物還可隨同呼出的氣體、汗液等排出體外。此外,有些污染物還可通過乳汁排泄,對嬰兒可能造成不良影響。如早期施用的有機氯農藥六六六,雖已禁用很長一段時間,仍可在動物、植物甚至在母乳中檢測到它的微量殘留。
4.農藥的富集
農藥進入有機體內的總量超過轉化和排出總量時,體內的農藥殘留毒物就會逐漸增加,這種現象就稱之為農藥或有毒物的生物富集或蓄積。此時農藥或有毒物大多相對集中于某些部位,農藥或有毒物對這些蓄積部位可產生毒性作用。農藥或有毒物在體內的蓄積是發生慢性中毒的原因。
被吸收的農藥或環境污染物,有些可在脂肪組織或骨組織中蓄積和沉積。如含重金屬的農藥其中的金屬元素約有90%沉積在骨骼中;DDT和六六六等有機氯化合物則大量蓄積在脂肪組織中。在脂肪或骨骼中沉積的農藥或其他環境污染物,一般對機體的毒性作用較小,但在一定的條件下,可被重新釋放,進入全身循環中。例如當饑餓時,體內的儲備脂肪便會重新分解代謝,而蓄積在脂肪中的有機氯化合物,也隨之游離出來。體內還存在一些能減緩或阻止外來污染物由血液向組織器官分布的屏障,如血腦屏障和胎盤屏障等。它們可以分別減緩或阻止環境污染物由血液進入中樞神經系統和由母體透過胎盤進入胎兒體內。這是人體的一種防御功能。動物出生時,血腦屏障尚未完全建立,因此有許多農藥或環境污染物,對初生動物的毒性比成年動物高,產生致畸作用。例如鉛對初生大鼠引起的一些腦病變,在成年動物的腦中并不出現。
5.中毒反應
(1)呼吸系統 在生產和使用農藥時,呼吸道是最易接觸農藥的部位,如是具刺激性的農藥,一旦吸入,輕者引起呼吸困難,重者發生化學性肺炎或肺水腫。引起呼吸系統損害的毒物有含硫農藥,以及某些酸類、酯類、含磷化物等。刺激性農藥可引起鼻炎、喉炎、聲門水腫、氣管支氣管炎等,癥狀有:流涕、噴嚏、咽痛、咯痰(有時痰中帶血絲)、胸悶、胸痛、氣急、呼吸困難、發熱等。大量吸入刺激性氣體,引起嚴重的呼吸道病變,搶救不及時可造成死亡。長期接觸含砷化合物,可引起鼻黏膜糜爛、潰瘍甚至發生鼻中隔穿孔。長期低濃度吸入刺激性氣體或粉塵,可引起慢性支氣管炎,重者可發生肺氣腫。某些對呼吸道有致敏性的毒物,如甲苯二異氰酸酯(TDI)、乙二胺等,可引起哮喘。
(2)神經系統 神經系統由中樞神經(包括腦和脊髓)和周圍神經(由腦和脊髓發出,分布于全身皮膚、肌肉、內臟等處)組成。特別是殺蟲劑類的有機磷酸酯類、氨基甲酸酯類可損害中樞神經和周圍神經。神經中毒可出現下列癥狀:
① 神經衰弱綜合征。患者出現頭痛、頭暈、乏力、情緒不穩、記憶力減退、睡眠不好、植物性神經功能紊亂等。
② 周圍神經病。常見引起周圍神經病的農藥主要是含砷類、烷類、酰胺類等。它們可傷害運動神經、感覺神經或混合神經。表現有行動障礙,四肢遠端手套、襪套樣分布的感覺減退或消失,反射減弱,肌肉萎縮等,嚴重者可出現癱瘓。
③ 中毒性腦病。中毒性腦病多是由能引起組織缺氧的農藥和直接對神經系統有選擇毒性的毒物引起。除神經毒劑外,還有一氧化碳、硫化氫、氰化物、氮氣、甲烷、汞、二硫化碳等。急性中毒性腦病是急性中毒中最嚴重的病變之一,常見癥狀有頭痛、頭暈、嗜睡、視力模糊、步態蹣跚,甚至煩躁等,嚴重者可發生腦癱而死亡。慢性中毒性腦病可有癡呆型、精神分裂癥型、震顫麻痹型、共濟失調型等。
(3)血液系統 在農藥生產和農藥學研究的人群中,有許多有毒物能引起血液系統損害。如苯、砷等,能引起貧血;苯、巰基乙酸等能引起粒細胞減少癥;苯的氨基和硝基化合物(如苯胺、硝基苯)可引起高鐵血紅蛋白血癥,患者突出的表現為皮膚、黏膜青紫;氧化砷可破壞紅細胞,引起溶血;苯、三硝基甲苯、砷化合物、四氯化碳等可抑制造血機能,引起血液中紅細胞、白細胞和血小板減少,發生再生障礙性貧血;苯可致白血癥已得到公認,其發病率為0.14/1000。
(4)消化系統 農藥和其他有毒物質對消化系統的損害很大。如汞可致毒性口腔炎,氟可導致“氟斑牙”;汞、砷等毒物,經口侵入可引起出血性胃腸炎;鉛中毒,可有腹絞痛;黃磷、砷化合物、四氯化碳、苯胺等物質可致中毒性肝病。
(5)泌尿系統 經腎隨尿排出有毒物質是其排出體外的最重要的途徑,但由于腎血流量豐富,易受損害。泌尿系統各部位都可能受到有毒物質損害,如慢性鈹中毒常伴有尿路結石,殺蟲脒中毒可出現出血性膀胱炎等,但常見的還是腎損害。不少生產性毒物對腎有毒性,尤以重金屬和鹵代烴最為突出。如汞、鉛、鉈、鎘、四氯化碳、六氟丙烯、二氯乙烷、溴甲烷、溴乙烷、碘乙烷等。
(6)骨骼損害 長期接觸氟可引起氟骨癥。磷素中毒可引起下頜改變,嚴重者發生下頜骨壞死。長期接觸氯乙烯可導致肢端溶骨癥,即指骨末端發生骨缺損。鎘中毒可引起骨軟化。
(7)眼損害 生產性農藥引起的眼損害分為接觸性和中毒性兩類。接觸性眼損害主要是指酸、堿及其他腐蝕性毒物引起的眼灼傷。眼部的化學灼傷救治不及時可造成終生失明。引起中毒性眼病最主要的毒物為甲醇和三硝基甲苯。甲醇急性中毒者的眼部表現模糊、眼球壓痛、畏光、視力減退、視野縮小等癥狀,嚴重中毒時可導致復視、雙目失明。
慢性三硝基甲苯中毒的主要臨床表現為中毒性白內障,即眼晶狀體發生混濁,混濁一旦出現,停止接觸不會自行消退,晶狀體全部混濁時可導致失明。
(8)皮膚損害 皮膚損害是農藥生產企業職業性疾病中常見的、發病率最高的職業性皮膚病,其中由化學性因素引起者占多數。引起皮膚損害的化學性物質分為:原發性刺激物、致敏物和光敏感物。常見原發性刺激物為酸類、堿類、金屬鹽、溶劑等;常見皮膚致敏物有金屬鹽類、合成樹脂類、染料、橡膠添加劑等;光敏感物有吡啶、蒽、菲等。常見的職業性皮膚病包括接觸性皮炎、油疹及氯痤瘡、皮膚黑變病、皮膚潰瘍、角化過度及皸裂等。
(9)化學灼傷 化學灼傷是化工生產中的常見急癥,是指由化學物質對皮膚、黏膜刺激及化學反應熱引起的急性損害。按臨床表現分為體表(皮膚)化學灼傷、呼吸道化學灼傷、消化道化學灼傷、眼化學灼傷。常見的致傷物有酸、堿、酚類、黃磷等。某些化學物質在致傷的同時可經皮膚、黏膜吸收引起中毒,如黃磷灼傷、酚灼傷、氯乙酸灼傷,甚至引起死亡。
除草劑百草枯,當皮膚接觸后,可出現接觸性皮炎和黏膜化學灼傷,如皮膚紅斑、水皰、潰瘍等,眼結膜、角膜灼傷可以形成潰瘍甚至穿孔,長時間大量接觸,可出現全身性損傷,甚至危及生命。如果是經口腔接觸,可以出現口腔的燒灼感、口腔食管黏膜糜爛、潰瘍、惡心、嘔吐、腹痛、腹瀉,甚至嘔血、黑便,嚴重者可以并發胃穿孔、胰腺炎等。有的出現肝臟腫大、黃疸、肝功能異常甚至肝衰竭。可有頭痛、頭暈,少數患者發生幻覺、恐懼、抽搐、昏迷等中樞神經系統癥狀。腎損傷是最常見的,表現為血尿,蛋白尿,少尿,血尿素氮、肌酐升高,嚴重者發生急性腎衰竭。肺損傷最為突出,也最為嚴重,表現為咳嗽、胸悶、氣短、發紺、呼吸困難,查體可見呼吸音減低,雙肺可聞及濕啰音。大量口服者24小時內出現肺水腫、肺出血,常在數天內因為急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)死亡。非大量攝入者呈亞急性癥狀,多在1周左右出現胸悶、憋氣,2~3周呼吸困難達到高峰,患者常死于呼吸衰竭。由于它的毒性問題,現已禁用。