关键词:水质 水质指标 水质指标砷
含砷(arsenic,As)化合物用于生产晶体管、激光、半导体的合铸剂,以及用于加工玻璃、色素、纺织品、纸、金属黏合剂,木材防腐剂、弹药、制革、农药等。
1在环境中的存在及人群暴露水平
1.1在水和其他环境中的含量水平砷在天然水中的质量浓度通常在1~2μg/L,但在含砷高的地区,水中砷的含量可能明显增高,曾有高达12mg/L的报道。
在1980年、1982年和1984年对中国新疆奎屯地区井水中含砷量的调查表明,分布在87个村庄中的141口井水含砷量过高,最高的一口井含砷0.88mg/L;有73口井含砷量为0.05~0.1mg/L;32口井含砷量为0.1~0.2mg/L;15口井为0.2~0.3mg/L;13口井为0.3~0.4mg/L;5口井为0.4~0.5mg/L;0.5mg/L以上的有3口井。高砷井水区面积达1200km2,饮用高砷井水人口达50760人。 鱼和肉类是人体摄入砷的主要来源,曾报道海鱼中含砷量为0.4~118mg/kg,肉和家禽中含量可达0.44mg/kg。5.1.2人群暴露水平 一般饮水中含砷量低于5μg/L,按每日2L饮水量计算,每日摄入量低于10μg。成人平均每日从食物中摄人的总砷量为16.7~129μg,而婴儿和儿童为1.26~15.5μg。成人大约每天平均摄入量为40μg。根据各种食物中含砷量的估计,无机砷约占从食物中总摄砷量的25%,有机砷占75%。但是,在高砷地区从饮水中摄入的砷可能占总摄入量的绝大部分。中国新疆的调查表明,通过饮水中摄入的砷占总摄砷量的86.2%,从粮食、蔬菜和空气的摄砷量分别占总摄砷量的8%、3.4%和2.3%。
2对实验动物和体外试验系统的毒性
2.1急性和亚急(慢)性毒性砷化合物的毒性随不同化合物而各异。三价砷化合物的急性毒性远大于五价砷化合物。五价砷酸盐对大鼠和小鼠的经口半数致死量为100mg/kg;而对三价砷酸盐约为10mg/kg。粗制和精制三氧化二砷对大鼠经口半数致死量分别为23.6mg/kg和15.1mg/kg;对小鼠分别为42.9mg/kg和39.4mg/kg。给大鼠经胃管每天灌入剂量为10mg/kg的三氧化二砷,共40d,动物出现脱毛、皮肤湿疹、增生和过度角化,有些动物出现 出血、溃疡和结痂。给三组大鼠饮用含三氧化二砷的自来水,质量浓度分别为0.2mg/L、2.0mg/L、100mg/L,共28周。结果表明,0.2mg/L组毛砷含量和脏器砷含量明显高于对照组,其他指标未见异常。 2.2生殖毒性、胚胎毒性和致畸性在CD-1小鼠妊娠第7~15天给予腹腔注射或经胃管灌人砷酸钠,结果表明,在妊娠第9天或第10天腹腔注射40mg/kg的砷酸钠引起明显畸形,主要是短颚、睁眼、弯曲尾、露脑。但是,在相同妊娠天数经口给予120mg/kg的砷酸盐则引起较少的畸形,而吸收胎数增加‘引。在ICR小鼠妊娠第9~lld经口给予10~40mg/kg砷酸钠引起吸收胎数增加,但未见畸形数明显增加。已有多项关于砷酸钠对金黄地鼠致畸作用的研究,总体来说砷酸钠可引起吸收胎以及畸形率的增加。 总之,砷酸盐和亚砷酸盐能透过哺乳动物胎盘。砷酸钠和亚砷酸钠具有致胚胎毒性和致畸性。但是,经口染毒需要高剂量的砷酸盐才能引起比较少的畸形。 2.3致突变性 在鼠伤寒沙门菌/微粒体试验中,亚砷酸盐(三价砷)和砷酸盐(五价砷)均为阴性。五氧化二砷在枯草杆菌试验中为阳性。在E·coli试验系统中亚硝酸钠引起点突变。这些试验一般均为一个剂量,未得到剂量一反应关系。 在一系列的哺乳动物细胞试验系统(如人外用血淋巴细胞、成纤维细胞等)中,砷酸盐和亚砷酸盐引起染色体畸变。小鼠饮用含亚砷酸盐浓度为10mg/kg和100mg/L的饮水8周,引起骨髓细胞染色体畸变率的轻度增加,但未引起雄性小鼠显性致死频率的明显增加。砷在细菌试验系统以及哺乳动物试验中似乎不具有致突变性。在各种培养的细胞试验系统中能引起染色体畸变,其中三价砷比五价砷的作用强。 2.4致癌性关于砷化合物的致癌性研究已有一系列的报道,包括使用不同砷化合物,不同动物种属,不同染毒途径。总体来讲,未发现砷对实验动物具有致癌性。但是,Shirachi所进行的一项研究发现,砷化物在二乙基亚硝胺的致癌试验中可起到促进剂的作用。
3对人体健康的影响
砷化物可引起人的急性中毒。三氧化二砷经胃肠道摄入的致死量为70~180mg,中毒症状包括严重的胃肠道损伤、呕吐、腹泻,还经常出现肌肉痉挛、心脏功能异常,甚至休克。
在英国曾发生因饮用含砷量达2~4mg/L的啤酒而发生6000人的中毒,其中70人死亡。还曾发生因食用被砷污染的酱油而引起400人中毒的事故。
在中国某地农村进行了饮水中含砷量及其对健康影响的研究。根据水砷含量不同共分为三组:高砷组水砷含量为0.127~O.178mg/L,调查人数为883人;中砷组水砷含量为0.027~O.081mg/L,,调查人数为505人;对照组为0.003mg/L以下,调查人数为790人。所有被调查对象均饮用该水源3年以上。调查结果表明,高砷组人群发砷明显高于对照组人群,但未见其他异常;中砷组人群与对照组未见明显异常。
中国新疆奎屯地区的调查有如下主要发现:当饮水中砷含量>0.1mg/L时,开始出现砷中毒患者,但需要相当长的时间,而且为轻型;当水砷为0.6mg/L或以上时,出现患者的最短潜伏期仅为半年,饮用10年及10年以上的居民患病率为47.2%,而且出现5例皮肤癌患者。 在中国台湾曾进行了大规模的水砷浓度与皮肤癌和黑脚病关系的调查。共调查饮用含高砷自流井水的4万居民,水砷平均浓度约为0.5mg/L,范围为0.01~1.8mg/L,饮用60年;皮肤癌患病率为10.6‰,色素过度沉着为184‰,皮肤过度角化为71‰
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