(一)环境污染引起中毒的类型
1.引起急性中毒和死亡
急性中毒是由于大量的毒物于短期内进入机体所致,即一次大量毒物引起中毒,甚至死亡。在 50~70 年代由于人类环境遭到三废严重污染,各种各样的急性中毒和死亡事件层出不穷,引起广大人民强烈反抗,反公害斗争曾成为资本主义国家的一个重要社会问题。表 9-1 是世界上著名的几起严重急性中毒和死亡的公害事件的简况。
在资本主义国家的这些急性中毒事件,有的曾多次发生,有的至今还在蔓延。例如英国伦敦烟雾事件,从 1873 年~1962 年的 90 年中,曾发生过 8 次严重大气污染事件,引起人群急性中毒,总共死亡了 8000 余人。1952 年12 月 5 日到 9 日是最严重的一次烟雾事件,当时逆温层在 60~150 米低空, 因此,从家庭和工厂的烟囱里排出的烟尘和 SO2 等污染物被逆温层封盖而滞留下来,地面空气中污染物浓度不断增积,飘尘浓度最高达 4.46mg/m3,超过卫生标准 0.15mg/m3 近 30 倍。中毒症状特点是:在浓雾初期伦敦市民感到胸闷、咳嗽、喀痰、喉痛、呕吐,呼吸困难,因缺氧血管呈暗紫色,进而发烧,心音不全,浓雾中后期死亡率急剧上升,支气管炎的死亡率最多,其次是肺炎、肺结核以及其他呼吸道疾病和循环系统疾病,在烟雾严重时,甚至有突然昏迷死亡病例。根据病理解剖,烟雾中死亡多属急性闭塞性换气不全, 造成急性缺氧或引起心脏病恶化所致。
现在我们知道伦敦烟雾事件的主要有害物质是飘尘和 SO2。表 9-1 世界重大公害事件简况
名称 |
发生时间 |
发生地点 |
发生原因 |
主要后果 |
---|---|---|---|---|
马 斯 河谷事件 |
1930 年12 月 1 ~ 5 日 |
比 利 时 马斯 河 谷 工业区 |
工业区处于狭窄盆地中, 12 月1 ~ 5 日发生气温逆转,工厂排出的有害气体在近地层积累,据推测,事件发生时大气中二氧化硫浓度达 25 ~ 100mg3 ,有人认为并有氟化物污染。一般认为是几种有害气体和 粉尘对人体的综合作用 |
三天后有人发病,症状表现为胸痛、咳嗽、呼吸困难等。一周内有 6O 多人死亡,心脏病、肺病患者死亡率最高, 同时有许多家畜死亡 |
多 诺 拉事件 |
1948 年10 月 26 ~ 31 日 |
美国宾夕法尼亚州多诺拉镇 |
该镇处于河谷中, 10 月最后一个星期大 部地区受反气旋和逆温控制,加上 26 ~ 30 日持续有雾,使大气污染物在近地层积累。估计二氧化硫浓度为 0.5 ~ 2.0ppm, 并存在明显的尘粒。有人认为二氧化硫与金属元素、金属化合物反应生成的“金属硫酸铵是主要致害物。二氧化硫及其氧化作用的产物与大气中尘粒结合是致害因素 |
发病者 5911 人,占全的总人口 43% 。其中轻度患者占15%,症状是眼痛、喉痛、流鼻涕、干咳、头痛、肢体酸乏;中度患者占 17%,症状是痰咳、胸闷、呕吐、腹泻; 重患者占 11%,症状是综合性的。发病率和严重程度同 性别、职业无关,死亡 17 人 |
洛 杉 矶光 化 学烟雾 |
40 年代初期 | 美国洛杉矶市 |
全市250 多万辆汽车每夭消耗汽油约 1600 万L ,向大气排放大量碳氢、氮氧化物、一氧化碳。该市临海依山,处于 50km 长的盆地中,一年约有 300 天出现逆温层, 5 ~ 1O 月阳光强烈。汽车排出的废气在日 光作用下,形成以臭氧为主的光化学烟雾 |
诱发刺激眼、喉、鼻,引起眼病、喉头炎,大多数居民患病; 65 岁以上老人死亡 |
伦 敦 烟 雾事件 |
1952 年 12 月5 ~ 8 日 |
英 国 伦 敦市 | 5 ~ 8 日英国几乎全境为浓雾覆盖,温度逆增,逆温层在 40 ~ 150m 低空,致使燃煤产生的烟雾不断积聚。尘粒浓度最高达4.46mg3 。为平时的 10 倍;二氧硫最高达 1.34ppm,为平时的 6 倍烟雾中的三氧化二铁促使二氧化硫氧化产生硫酸泡沫,凝结在烟尘或凝源上形成酸雾 |
四天中死亡人数较常年同期约多4000 人。 45 岁以上的死亡最多,约为平时3 倍; 1 岁以下死亡的,约为平时 2 倍。事件发生的 1 周中因支气管炎、冠心病、肺结核和心脏衰弱者死亡分别为事件前1 周同类死亡人数的 9.3 倍、 2.4 倍、 5.5 倍和 2.8 倍。肺炎、肺癌、流感及其他呼吸道病患者死亡率均有成倍增加 |
---|---|---|---|---|
日 本 四 日 | 1990 年以来,该市石油冶炼和工业燃油产 |
1961 年哮喘病发作,患者中 |
||
市 |
生的废气,严重污染市空气。全市工厂粉 |
慢性支气管炎占 25%,支气 |
||
尘、二氧化硫年排放量达 13 万吨。大气中 |
管哮喘占 30%,哮喘支气管 |
|||
四 日 市 哮 |
二氧化硫浓度超出标准 5 ~ 6 倍。 500m |
炎占 10%,肺气肿和其他呼 |
||
喘事件 |
1961 年 |
厚的烟雾中飘浮着多种有毒气体和有毒 |
吸道病占 5%。 1964 年,连 |
|
金属粉尘。重金属微粒与二氧化硫形成硫 |
续三天烟雾不散,气喘病患 |
|||
酸烟雾 |
者开始死亡。 1967 年一些 患者不堪忍受痛苦自杀。 |
|||
1972 年全市共确认哮喘病 |
||||
患者达 817 人,死亡 10 多 |
||||
人 |
||||
水 俣 病 事 |
1953 ~ |
日 本 熊 本 | 含甲基汞的工业废水污染水体,使水俣湾 |
1972 年日本环境厅公布:水 |
件 |
1956 年 |
县水俣市 |
和不知火海的鱼中毒,人食毒鱼后受害 |
俣湾和新潟县阿贺野川下 |
游有汞水中毒者 283 人,其 |
||||
中 60 人人死亡 |
||||
骨 痛 病 事件 |
日 本 富 山县 神 通 川流域 | 锌、铅冶炼工厂等排放的含镉废水污染了神通川水体,两岸居民利用河水灌溉农田,使稻米含镉,居民食用含镉稻米和饮用含镉水而中毒 |
1963 年前的患者人数不明。 1963 年至 1979 年 3 月共有 患者 130 人( 90%以上为 65 岁以上老人,男性仅 3 人, 其中死亡 81 人 |
|
米 糖 油 事件 |
1968 年 3 月 |
日 本 北 九州市、爱知县一带 | 生产米糠油时用多氯联苯作脱臭工艺中的热载体,由于生产管理不善,混入米糠油中,食用后中毒 |
患病者超过 1400 人,至七、 八月份患病者超过 5000 人, 其中 16 人死亡,实际受害 者约 13000 人。用米糠油中的黑油作家禽饲料,引起几十万只鸡死亡 |
飘尘是直径小于 10μm 的灰尘,大部分比细菌还小,它可以几小时甚至几年飘浮在空中;大于 10μm 的灰尘很快就降落在地面上的叫降尘。其中大于 5μm 的粒子能被鼻毛阻留与呼吸道粘膜颤毛粘附排除,小于 0.5μm 的粒子能被粘附在上呼吸道表面随痰排出。而只有 0.5~5μm 之间的飘尘,可直接达肺泡而沉积,对肺组织产生作用,并能进入血液循环送到全身各个器官, 根据调查资料,当飘尘浓度 100mg/m3(全年 24 小时平均值)时,慢性支气管炎等非传染性呼吸道疾病增加;幼儿气道不畅,呼吸紧张,当飘尘浓度达150mg/m3(全年 24 小时平均值)时,病患者、体弱者、老人死亡率增加,视
程不到 8 公里,飞机飞行困难。
二氧化硫是具有辛辣刺激味的无色气体,其毒性作用如表 9-2 示。
表 9-2 二氧化硫的毒性作用
二氧化硫的浓度 |
毒性作用 |
|
---|---|---|
1.6 ~ 2.6mg/m3 20mg/m3 |
敏感人嗅觉阈 对人引起明显刺激,急性作用阈 |
|
急性毒性 |
60 mg/m3 400 ~ 500mg/m3 5 · 23 ± 0.52mg/m3 |
强烈刺激鼻部,有喷嚏,咳嗽,能忍受半小时引起人严重急性中毒死亡 肺部轻度类支气管肺炎样变化,肝细胞浊肿,腿角膜刺激性炎症 |
2.5 ± O.31mg/m3 1 · 09 ± 0.19mg/m3 |
出现类似上述病变 动物角膜未出现特异性变化,己低于慢性刺激作用阈,实验动物 |
|
慢性毒性 |
(猴子)电刺激 |
|
阈值下降,反应量增大,肝脏出现涉及几个肝细胞范围的少致局 |
||
灶性坏死,肺 脏出现轻微的周灶性间质性肺炎 |
根据上述资料,伦敦的 SO2 和飘尘的浓度都不足以引起急性中毒死亡, 但实际上却引起了大量的人急性中毒而死。有人把英国伦敦和纽约的大气污染事件中 SO2,飘尘浓度同死亡数做了统计分析,得出 SO2 和飘尘浓度之积同死亡人数之间相关非常密切,相关系数γ=0.98,并得出下列相关公式:
D=0.6SP
式中:S——SO2 浓度(ppm) P——飘尘浓度(mg/m3) D——死亡人数
SO2 和飘尘一起对人产生相乘的毒性作用,因为飘尘中含有铁、锰等金属是 SO2 氧化成硫酸的最好触媒,这种硫酸烟雾的毒性比 SO2 大 10 倍;SO2 氧化产生的硫酸又以飘尘为核心,附着在飘尘上进入人的呼吸系统后容易粘附在人体肺部细胞上产生强烈刺激症状,引起支气管炎反射性痉挛,重者窒息而死。
SO2 和飘尘两者,何者为“主犯”,人们曾进行过如下分析(表 9-3)。从表 9-3 分析我们可以看出,1952 年飘尘浓度比 1962 年将近高一倍,
但 1962 年的 SO2 浓度却比 1952 年稍高,但死亡人数反而少 80%以上,这说明造成伦敦急性中毒事故的“主犯”是飘尘,而 SO2 是最大的帮凶。英国医学界对城市居民早晨的痰量进行过调查研究,经统计分析得出如下结果:
1959 年飘尘浓度 0.4mg/m3,痰量 30ml,1965 年飘尘浓度 0.1mg/m3, 痰量 14ml;1965 年 SO2 浓度反而较过去升高,这进一步说明烟气中飘尘对人体伤害是起主导作用。因此,英国决定把大气污染净化重点放在除尘上。
在我国,由于某些工厂企业单位不能认真贯彻执行“三废”治理和排放的有关管理制度的
表 9-3 伦敦两次烟雾事件特点
1952 年 |
1962 年 |
|
---|---|---|
死亡人数 |
4000 人 |
750 人 |
烟雾延续时间 |
4 天 |
4 天 |
飘尘最高浓度SO2 最高浓度 |
4.6mg/m3 3.87mg/m3 |
2.8mg/m3 4.1mg/m3 |
气象条件 |
两次基本相同 |
规定,违反操作规程,设备发生故障,也曾发生过多起环境污染造成的急性中毒事件。1991 年 9 月 3 日发生在江西上饶沙溪镇的毒烟雾事件,是我
国建国以来罕见的环境事件,主要由于司机违反操作规程,使 2.4 吨—甲胺
农药全部泄漏,造成全镇 191 户家庭受害,死亡 30 余人,涉及到 23 户家庭;
轻、重伤者共达 650 余人,估计经济损失达 200 多万元。2.慢性中毒
环境中有害物质低浓度长期反复对机体作用,所产生的危害称为慢性中毒危害,日本三大公害病:水俁病、骨痛病、四日市喘息病就是典型的慢性中毒病例。今简要介绍如下:
- 水俁病:
因这种病首先在日本熊本县南部水俁市发生故名水俁病。50 年代水俁市共有居民一万多人,但已有 558 人患了水俁病,82 人死亡。患者症状:皮肤麻木,听觉失灵,视野缩小,语言不清,面部表情痴呆,不能辨认亲人,继之神经失常,运动失调,全身痉挛、不能饮食,瘫痪昏迷,直至死亡。患者发现汞含量高达 60~1000ppm。尸检结果:
项目 |
肝 | 肾 |
脑 |
---|---|---|---|
17 例水俣病尸检(平均值) ppm |
28.2 |
47.7 |
8 |
15 例对照尸检(平均值) ppm |
0 ~ 2 |
0 ~ 3 |
0 ~ 0.5 |
原因分析:水俁市有一个新日本氮肥公司乙醛车间,每生产一吨乙醛就要用汞一公斤,因此在生产过程中排出大量含汞废水,含汞量达 10~20ppm, 从该厂生产以来已有约 2000 吨汞污水排入水俁湾中,当地鱼体中含汞量1959 年为 20~30ppm,1961 年为 20~60ppm,而汞在鱼体内可变成甲基汞, 当地人民长期吃了这种鱼,并饮用当地受汞污染的河水,就引起慢性汞中毒, 经十年左右发展成为水俁病患者。动物实验:猫的饲料中每天加入 1~2mg 甲基汞,在白鼠每天饲料中加 0.5mg 甲基汞,都是在 30 天内即发病,兔子每天饲料中加 30mg,十天即发病,进一步证明水俁病的病因是甲基汞。
- 骨痛病(痛痛病):
发生在日本富山县神通川流域,患者起初是大腿肌肉痛、腰痛,以后发展到全身各处疼痛,并且不断喊痛。患者呈特殊体型,身体缩短,严重者可缩短 20~30cm;此病患者大多发生骨折,最后因极度的运动不足,进行性营养不良,全身衰竭而死。现已查明,该病系由神通川上游,主要生产铅和锌的神通矿场排出含有高浓度镉的废水,污染了神通川,以至该地区土壤中含镉量增高。如表 9-4 所示,该地所产粳米中镉含量达 1ppm,当地居民长期饮用此水和食用这种食物,引起慢性镉中毒。经 20~30 年左右发展成为骨痛病患者。该病患者已达 280 人,死亡 34 人。
动物实验进一步弄清了该病原因,以 10cm 长的鲤鱼分别养在含锌,铅, 铜,镉的不同金属
表 9-4 神通川水系稻田和其他水系稻田土壤中含镉量比较
水 系 |
水田采样部位 |
表层土( ppm ) |
中层土( ppm ) |
下层土( ppm ) |
---|---|---|---|---|
进口端 |
4.01 |
3.63 |
2.11 |
|
神通川水系 |
中央 |
2.41 |
1.97 |
1.31 |
出口端 |
2.18 |
1.59 |
1.34 |
|
进口端 |
0.74 |
0.54 |
0.58 |
|
其他水系 |
中央 |
0.76 |
0.59 |
0.50 |
出口端 |
O.75 |
0.50 |
0.50 |
水中,含镉 0.01ppm 的水中饲养五十天,含镉 0.05ppm,饲养 30 天,即发现鲤鱼脊柱弯曲,而在其他金属水中饲养的鲤鱼则无此现象,用 X 光透视发现变形鱼脊柱骨有空洞现象;饲以含镉饲料的白鼠钙的排出量多于摄取量,有的达 30%,并形成同人相似的骨痛病,这样基本弄清了骨痛病的为害,主要是由于镉对动物骨骼中的钙的置换,从而产生脱钙,使骨质软化。
- 四日市哮喘病:
哮喘病以日本四日市最甚,故名四日市哮喘病,患者达 2000 人以上,死亡几十人。第二次世界大战以后,日本四日市已发展成为日本石油工业基地之一,石油中含硫最高达 3%,四日市工厂每年排出 SO2 以及各种粉尘达 13 万吨,大气中 SO2 浓度高达 0.57~1ppm,超过卫生标准 5~6 倍,当人民长期吸入这种污染空气,造成慢性呼吸系统疾病的患病率增加。据该市调查证明,大气中降尘、SO2 浓度和支气管哮喘、感冒、上呼吸道炎症发病情况有显著相关,如表 9-5:
表 9-5 四日市降尘,SO2 与有关疾病的相关系数
调查年月 |
调查人数 |
总人口 |
|||
---|---|---|---|---|---|
总人数 |
其中< 4 岁, > 50 岁人数 |
病 名 |
与降尘相关系数 |
与SO2 相关系数 |
|
62 年 4 月 |
28884 |
9327 |
支气管哮喘感冒 |
0.6 0.47 |
0.82 0.87 |
63 年 3 月 |
|||||
上呼吸道炎症 |
0.25 |
0.41 |
|||
63 年 4 月 |
32806 |
8672 |
支气管哮喘 |
0.82 |
0.88 |
64 年 3 月 |
|||||
呼吸道疾病 |
0.53 |
0.68 |
|||
64 年 4 月 |
32653 |
8523 |
支气管哮喘上呼吸道 |
0.73 0.59 |
0.70 0.77 |
65 年 3 月 |
|||||
炎症感冒 |
0.46 |
0.71 |
3.持续性蓄积危害
一个成人每天需要呼吸空气 12~15m3,需要水 2~3L,食物 1~2kg,由于“三废”对环境污染,使人类依赖生存的水、空气、食物含有引起人体有害影响的化学物质。例如有机氯杀虫剂在空气、水、食物中都有微量存在。这些毒物在空气、水、食物中虽然含量很低,但随着呼吸、饮水、食物进入人体后,不易排出,能蓄在人体内脏中,日积月累,在人体内可达到相当可观的数量。在没有使用有机氯农药时(1942 年美国)人体脂肪中是没有有机氯残留的,但当世界各国普遍大量使用有机氯杀虫剂后,有机氯通过大气、水、食物进入人体内蓄积起来,使各国人体脂肪中有机氯残留量逐渐升高, 其中尤以印度人为最高。而且有机氯杀虫剂在新生婴儿的体脂中也发现存在,新生儿的脂肪中有机氯显然是母亲传给他们的,喂奶是一个途径,因在母乳中也发现有机氯杀虫剂。
这种有机氯杀虫剂可在成人体内蓄积,从而使新生儿体内蓄积。这种对下一代的远期效应更值得引起重视。
此外,某些金属元素如铅、汞等在世界某些地区,随着外界环境中污染浓度增加,在人体内的出现蓄积情况,使城市居民中血铅含量比农民为高。上海市南区污水渠道汇集了市区徐汇、卢湾、南市等地区的生活污水和
工业废水,经川沙县入东海,全长 30 公里,其中 19 公里为明渠,后改为暗
渠。污水日排放量为 30 万吨左右,37.5%为工业废水,62.5%为生活污水。工业废水主要来自印染、电镀、造纸、化工和仪表等行业。废水中含有锌、铜、镉、铅、汞、铬等多种金属元素,其中镉和镉盐的负荷量为每日 1.205 吨。1970 年建成通水后,大面积推广污水灌溉。污灌面积达 67000 余亩。后因水源受到严重污染,于 1980 年后,才停止使用污水灌溉。但已经对土壤、粮食、蔬菜、动物和人体等造成了一定的影响。污灌区环境中镉的残留量明显高于对照区,尿镉的含量检出范围 30~34.2μg/L,为对照区尿镉检出范围 0~1.4μg/L 高出数十倍,由于及时采取了积极措施,基本上控制了镉污染,故尚未发现明显的慢性镉中毒患者。
虽然,这些毒物在体内蓄积并未达到立即可见的危害,但长此以往,长期进入人体积累起来,超过人体组织器官的负担,也会造成生理生化功能的改变,就会引起远期效应,影响到神经系统,内脏功能以及生殖、遗传等, 这些问题应该引起人类的警惕和重视。