グンナー・ノードバーグ

ヒ素 (As) 化合物には XNUMX つの主要なグループがあります。

1. 無機ヒ素化合物
2. 有機ヒ素化合物
3. アルシンガスと置換アルシン。

出現と用途

ヒ素は自然界に広く存在し、硫化鉱に最も豊富に含まれています。 アルセノパイライト (FeAsS) が最も豊富です。

ヒ素元素

ヒ素元素は、合金の硬度と耐熱性を高めるために使用されます (例: ショット製造およびバッテリー グリッドにおける鉛を含む合金)。 また、特定の種類のガラスの製造、電気デバイスの構成要素、ゲルマニウムおよびシリコン固体製品のドーピング剤としても使用されます。

三価無機化合物

三塩化ヒ素 (AsCl₃）は、陶磁器産業や塩素含有ヒ素の製造に使用されています。 三酸化ヒ素 （なので₂O₃）、または 白いヒ素、合成ガスの精製に有用であり、すべてのヒ素化合物の主要な材料として有用です。 また、皮革や木材の防腐剤、織物の媒染剤、鉱物浮遊選鉱の試薬、ガラス製造の脱色剤および精製剤でもあります。 ヒ化カルシウム (Ca(As₂H₂O₄））および アセト亜ヒ酸第二銅 (通常、Cu(COOCH₃)₂ 3Cu(AsO₂)₂）殺虫剤です。 アセト亜ヒ酸第二銅は、船や潜水艦の塗装にも使用されます。 亜ヒ酸ナトリウム （NaAsO₂）は、除草剤、腐食防止剤、および繊維産業の乾燥剤として使用されています。 三硫化砒素 は、赤外線透過ガラスの成分であり、なめし業界の脱毛剤です。 また、火工品や半導体の製造にも使用されます。

五価無機化合物

ヒ素酸 (H₃そう₄・½H₂O) は、砒酸塩の製造、ガラス製造、木材処理プロセスで検出されます。 五酸化ヒ素 （なので₂O₅)、除草剤および木材防腐剤は、色ガラスの製造にも使用されます。

ヒ酸カルシウム （Ca₃（そう₄)₂）は殺虫剤として使用されます。

有機ヒ素化合物

カコジル酸 （（CH₃)₂AsOOH) は、除草剤や枯葉剤として使用されます。 アルサニル酸 （NH₂C₆H₄AsO(OH)₂) は、バッタの餌として、また動物飼料の添加物として使用されます。 海洋生物中の有機ヒ素化合物は、エビや魚などの海洋生物中の 1 ～ 100 mg/kg の範囲のヒ素濃度に相当する濃度で発生します。 そのようなヒ素は主に アルセノベタイン & アルセノコリン、低毒性の有機ヒ素化合物。

アルシンガスと置換アルシン. アルシンガスは、有機合成や固体電子部品の処理に使用されます。 アルシンガスは、発生期の水素が形成され、ヒ素が存在する工業プロセスで不注意に生成されることもあります。

置換アルシンは三価の有機ヒ素化合物であり、ヒ素核に結合しているアルキル基またはフェニル基の数に応じて、一置換、二置換、または三置換アルシンとして知られています。 ジクロロエチルアルシン (C₂H₅Ascl₂）、または エチルジクロロアルシン、 刺激臭のある無色の液体です。 この化合物は、次の化合物と同様に、潜在的な化学兵器として開発されました。

ジクロロ(2-クロロビニル)アルシン (ClCH:CHAsCl₂）、または クロロビニルジクロロアルシン (ルイサイト) は、ゲルマニウムのようなにおいのあるオリーブグリーンの液体です。 それは潜在的な戦争エージェントとして開発されましたが、使用されることはありませんでした. エージェントのジメルカプロールまたはブリティッシュ アンチルイサイト (BAL) は、解毒剤として開発されました。

ジメチルアルシン （CH₃)₂アッシュ、または 水素化カコジル & トリメチルアルシン （CH₃)₃として)、または トリメチルヒ素、 どちらも無色の液体です。 これらの XNUMX つの化合物は、細菌や菌類によるヒ素化合物の代謝変換後に生成されます。

危険

無機ヒ素化合物

毒性の一般的側面. いくつかの動物実験で示されているように、非常に少量の特定のヒ素化合物が有益な効果をもたらす可能性がありますが、ヒ素化合物、特に無機化合物は非常に強力な毒物と見なされています. 急性毒性は、原子価の状態と生物学的媒体への溶解度に応じて、化合物によって大きく異なります。 可溶性の三価化合物は最も毒性が強いです。 胃腸管からの無機ヒ素化合物の取り込みはほぼ完了していますが、粒子状の三酸化ヒ素などの溶解度の低い形態では、取り込みが遅れる場合があります。 吸入後の取り込みもほぼ完了します。これは、呼吸器粘膜に沈着した溶解性の低い物質であっても胃腸管に移動し、その後取り込まれるためです。

無機ヒ素化合物への吸入、摂取、またはその後の吸収による皮膚接触による職業暴露は、産業で発生する可能性があります。 暴露が過剰な場合、侵入点で急性影響が発生する可能性があります。 皮膚炎は急性症状として発生することもありますが、長期暴露による毒性の結果であることが多く、感作に続くこともあります (「長期暴露 (慢性中毒)」のセクションを参照)。

急性中毒

多量のヒ素（三酸化ヒ素など）を扱う産業では、事故の結果として、吸入と経口摂取の組み合わせによる高用量の無機ヒ素化合物への暴露が発生する可能性があります。 投与量によっては様々な症状が発現することがあり、投与量が過剰になると死に至る場合があります。 結膜炎、気管支炎および呼吸困難の症状に続いて、嘔吐を伴う胃腸の不快感、およびその後の不可逆的なショックを伴う心臓の関与が、数時間にわたって発生する可能性があります。 血中のヒ素は、致死的な結果をもたらした症例で 3 mg/l を超えると報告されました。

空気中の亜致死量の刺激性ヒ素化合物 (例えば、三酸化ヒ素) に暴露すると、呼吸器系の粘膜への急性損傷に関連する症状や、露出した皮膚からの急性症状が現れることがあります。 そのような場合、鼻粘膜、喉頭および気管支の重度の刺激、ならびに結膜炎および皮膚炎が発生します。 鼻中隔の穿孔は、暴露後数週間後にのみ観察される個体もいます。 急性中毒に対する一定の耐性は、反復曝露によって生じると考えられています。 ただし、この現象は科学文献では十分に文書化されていません。

無機ヒ素、主に三酸化ヒ素の偶発的な摂取による影響が文献に記載されています。 ただし、このようなインシデントは、今日の業界ではまれです。 中毒のケースは深刻な胃腸の損傷を特徴とし、重度の嘔吐と下痢を引き起こし、ショックとその後の乏尿とアルブミン尿を引き起こす可能性があります。 その他の急性症状は、顔面浮腫、筋肉のけいれん、心臓の異常です。 症状は、溶液中の毒物にさらされた後数分以内に発生することがありますが、ヒ素化合物が固体の場合や食事と一緒に摂取した場合は、数時間遅れることがあります. 微粒子として摂取した場合、毒性は摂取した化合物の溶解度と粒子サイズにも依存します。 摂取された三酸化ヒ素の致死量は、70 ～ 180 mg の範囲であると報告されています。 24 時間以内に死亡することもありますが、通常の経過は 3 日から 7 日です。 ヒ素化合物による急性中毒は、通常、貧血と白血球減少症、特に顆粒球減少症を伴います。 生存者では、これらの影響は通常 2 ～ 3 週間以内に元に戻ります。 肝臓の可逆的肥大は急性中毒でも見られますが、肝機能検査と肝酵素は通常正常です。

急性中毒を生き延びた個人では、摂取後数週間で末梢神経障害が頻繁に発生します。

長期暴露（慢性中毒）

一般的な側面。 慢性ヒ素中毒は、空気中の過剰な濃度のヒ素化合物に長時間さらされた労働者に発生する可能性があります。 気道の粘膜および皮膚における局所効果は顕著な特徴である。 神経系や循環器系、肝臓への関与や、気道のがんも発生する可能性があります。

食品、飲料水、または医薬品の摂取によるヒ素への長期暴露では、症状は吸入暴露後のものとは部分的に異なります. 下痢や便秘、皮膚の紅潮、色素沈着、過角化症などの漠然とした腹部症状が臨床像を支配しています。 さらに、末梢壊疽を引き起こしたある領域で報告された血管の関与があるかもしれません。

貧血および白血球減少症は、慢性ヒ素中毒でしばしば発生します。 肝臓への関与は、主に汚染されたワインを飲むことによって暴露されたと考えられるブドウ園の労働者において、吸入によって暴露された人よりも、経口摂取によって長期間暴露された人に多く見られます。 このタイプの中毒では、皮膚がんが過剰な頻度で発生します。

血管障害。 飲料水を介した無機ヒ素への長期の経口暴露は、レイノー現象を伴う末梢血管障害を引き起こす可能性があります。 中国の台湾のある地域で、末梢性壊疽（いわゆる黒足病）が発生しました。 末梢血管障害のこのような重篤な徴候は、職業的に暴露された人では観察されていませんが、レイノー現象のわずかな変化と冷却時の低末梢血圧の有病率の増加が、空気中の無機ヒ素に長時間暴露された労働者で発見されています (用量吸収されたヒ素を以下に示します。

皮膚疾患。 ヒ素による皮膚病変は、暴露の種類によって多少異なります。 さまざまな程度の重症度の湿疹症状が発生します。 主に空気中のヒ素への職業暴露では、局所刺激により皮膚病変が生じることがあります。 XNUMX 種類の皮膚疾患が発生する可能性があります。

1. 紅斑（発赤）、腫れ、丘疹または水疱を伴う湿疹タイプ
2. 紅斑および濾胞の腫れまたは濾胞の膿疱を伴う濾胞型。

皮膚炎は主に、顔、首の後ろ、前腕、手首、手など、露出度の高い部分に限局しています。 ただし、陰嚢、太ももの内面、胸の上部と背中、脚の下部、足首の周りにも発生する可能性があります. 色素沈着過剰および角化症は、このタイプのヒ素病変の顕著な特徴ではありません。 パッチテストは、皮膚炎がヒ素によるものであり、粗製の三酸化ヒ素に存在する不純物によるものではないことを示しています. 暴露の濃度と期間によっては、この種の初期反応に続いて慢性皮膚病変が生じることがあります。 これらの慢性病変は、何年にもわたる職業的または環境的曝露の後に発生する可能性があります。 皮膚の過角化症、いぼ、メラノーシスが顕著な徴候です。

メラノーシスは、上まぶたと下まぶた、こめかみの周り、首、乳首の乳輪、腋窩のひだに最もよく見られます。 重症例では、アルセノメラノーシスが腹部、胸部、背中、陰嚢に観察され、過角化症や疣贅も見られます。 慢性砒素中毒では、一般に「雨滴」色素沈着と呼ばれる、特に色素沈着領域での脱色素沈着（すなわち、白皮症）も発生します。 これらの慢性皮膚病変、特に過角化症は、前癌病変および癌病変に発展する可能性があります。 慢性ヒ素中毒では、爪の横縞（いわゆるミース線）も発生します。 皮膚中のヒ素濃度が正常に戻ったとき、曝露の停止後も長期間にわたって慢性皮膚病変が発生する可能性があることに注意する必要があります。

ヒ素の慢性暴露による粘膜病変は、吸入暴露後の鼻中隔の穿孔として最も古典的に報告されています。 この病変は、鼻の粘膜の刺激の結果です。 このような刺激は、喉頭、気管、気管支にも及びます。 吸入暴露と反復摂取による中毒の両方で、顔やまぶたの皮膚炎が角結膜炎に発展することがあります。

末梢神経障害。 末梢神経障害は、急性中毒の生存者に頻繁に見られます。 通常、急性中毒後数週間以内に発症し、回復は遅い. ニューロパシーは、運動機能障害と知覚異常の両方を特徴としますが、重症度の低いケースでは、感覚性片側性ニューロパシーのみが発生する場合があります。 多くの場合、下肢は上肢よりも影響を受けます。 ヒ素中毒から回復した対象では、指の爪にミース線が発生することがあります。 組織学的検査では、特に長い軸索でウォーラー変性が明らかになりました。 末梢神経障害は、産業用ヒ素暴露でも発生する可能性があり、ほとんどの場合、神経生理学的方法によってのみ検出できる無症状の形態で発生します。 平均累積総吸収量約 5 g (最大吸収量 20 g) に相当する長期暴露を受けた製錬所作業員のグループでは、ヒ素の累積吸収量と神経伝達速度の間に負の相関関係がありました。 これらの労働者には、末梢血管の関与の軽い臨床症状もいくつかありました（上記を参照）。 ヒ素にさらされた子供では、難聴が報告されています。

発がん作用. 無機ヒ素化合物は、国際がん研究機関 (IARC) によって肺および皮膚発がん物質として分類されています。 無機ヒ素化合物にさらされた人は、肝臓の血管肉腫やおそらく胃がんの発生率が高いことを示唆する証拠もいくつかあります. 気道がんは、ヒ酸鉛とヒ酸カルシウムを含む殺虫剤の製造に従事する労働者、無機の銅とヒ素化合物を含む殺虫剤を散布するぶどう栽培者、およびヒ素とヒ素の無機化合物にさらされる製錬所の労働者の間で過剰な頻度で報告されています。その他の金属の数々。 曝露の開始からがんの出現までの潜伏期間は長く、通常は 15 ～ 30 年です。 肺がんに対する喫煙の相乗作用が実証されています。

飲料水を介した無機ヒ素への長期暴露は、台湾とチリでの皮膚がんの発生率の増加と関連しています。 この増加は、飲料水中の濃度に関連していることが示されています。

催奇形作用. 高用量の三価無機ヒ素化合物は、ハムスターに静脈内注射すると奇形を引き起こす可能性があります。 人間に関しては、ヒ素化合物が産業条件下で奇形を引き起こすという確固たる証拠はありません。 しかし、いくつかの証拠は、他の多くの金属や他の化合物にも同時にさらされた製錬環境の労働者にそのような影響があることを示唆しています.

有機ヒ素化合物

殺虫剤または薬物として使用される有機ヒ素も毒性を引き起こす可能性がありますが、そのような悪影響はヒトで完全には記録されていません.

家禽や豚の飼料添加物として一般的に使用されている高用量のアルサニル酸を与えた実験動物で、神経系への毒性効果が報告されています。

エビ、カニ、魚などの海産物に含まれる有機ヒ素化合物は、アルシノコリンとアルシノベタインで構成されています。 魚介類に含まれる有機砒素は、摂取しても害がないことはよく知られています。 これらの化合物は、主に尿を介して急速に排泄されます。

アルシンガスと置換アルシン。 急性アルシン中毒の多くの症例が記録されており、致死率が高い。 アルシンは、業界で最も強力な溶血剤の XNUMX つです。 その溶血活性は、赤血球還元型グルタチオン含有量の低下を引き起こす能力によるものです。

アルシン中毒の徴候と症状には溶血が含まれ、これは暴露の強度に依存する潜伏期間の後に発症します。 250 ppm のアルシンガスを吸入すると、即死します。 25 ～ 50 ppm に 30 分間暴露すると致死的になり、さらに長時間暴露すると 10 ppm で致死になる可能性があります。 中毒の兆候と症状は、急性で大量の溶血に特徴的なものです。 最初は無痛のヘモグロビン尿症、吐き気や嘔吐などの胃腸障害があります。 腹部のけいれんや圧痛がある場合もあります。 その後、無尿、乏尿を伴う黄疸が出現する。 骨髄抑制の証拠が存在する可能性があります。 急性および重度の曝露の後、末梢神経障害が発症する可能性があり、中毒後数か月後にまだ存在する可能性があります. アルシンへの反復または慢性暴露についてはほとんど知られていませんが、アルシンガスは体内で無機ヒ素に代謝されるため、無機ヒ素化合物への長期暴露と同様の症状のリスクがあると推測できます。

鑑別診断では、スチビンや薬物などの他の化学物質によって引き起こされる可能性のある急性溶血性貧血、および二次免疫溶血性貧血を考慮に入れる必要があります。

置換されたアルシンは、主な効果として溶血を引き起こしませんが、強力な局所および肺刺激物および全身毒物として作用します. ジクロロ（2-クロロビニル-）アルシン（ルイサイト）の場合、皮膚への局所的な影響により、境界がはっきりしている水ぶくれが生じます。 蒸気は、しわがれた、または血の混じった痰を伴う顕著なけいれん性の咳を誘発し、急性肺水腫に進行します。 ジメルカプロール (BAL) は、中毒の初期段階で投与すると効果的な解毒剤です。

安全衛生対策

最も一般的なタイプの職業性ヒ素暴露は無機ヒ素化合物に対するものであり、これらの安全衛生対策は主にそのような暴露に関連しています。 アルシンガスへの暴露のリスクがある場合、短い間隔でのピーク暴露が特に懸念される可能性があるため、偶発的な漏れに特に注意を払う必要があります。

予防の最善の方法は、暴露を許容限界以下に抑えることです。 したがって、ヒ素の空気中濃度の測定プログラムは重要です。 吸入ばく露に加えて、汚染された衣服、手、タバコなどによる経口ばく露に注意する必要があり、尿中の無機ヒ素の生物学的モニタリングは、吸収線量の評価に役立つ場合があります。 作業者には、適切な保護服、保護ブーツ、および空気中のヒ素の暴露限度を超えるリスクがある場合は、呼吸用保護具を支給する必要があります。 ロッカーには、仕事用と私用の衣服用に別々のコンパートメントを用意し、隣接する高水準の衛生施設を利用できるようにする必要があります。 職場での喫煙、飲食は禁止されています。 雇用前の健康診断を実施する必要があります。 既存の糖尿病、心血管疾患、貧血、アレルギーまたはその他の皮膚疾患、神経、肝臓または腎臓の病変のある人をヒ素作業に雇用することは推奨されません。 ヒ素にさらされたすべての従業員の定期的な健康診断は、ヒ素に関連する可能性のある症状に特に注意して実施する必要があります。

尿中の無機ヒ素とその代謝物のレベルを測定することで、さまざまな曝露経路によって取り込まれた無機ヒ素の総量を推定できます。 無機ヒ素とその代謝物を特異的に測定できる場合にのみ、この方法が有用です。 尿中の総ヒ素は、多くの場合、産業暴露に関する誤った情報を提供する可能性があります。これは、魚やその他の海洋生物 (かなりの量の非毒性有機ヒ素化合物を含む) を XNUMX 食食べただけでも、尿中ヒ素濃度が数日間大幅に上昇する可能性があるためです。

治療

アルシンガス中毒。 アルシンガスへのかなりの曝露があったと信じるに足る理由がある場合、または最初の症状 (血色素尿症や腹痛など) が観察された場合は、汚染された環境から直ちに個人を取り除き、迅速な医師の診察が必要です。 腎機能障害の証拠がある場合に推奨される治療法は、長期の人工透析を伴う全置換輸血です。 強制利尿はいくつかのケースで有用であることが証明されていますが、ほとんどの著者の意見では、BAL または他のキレート剤による治療は限られた効果しかないようです.

置換アルシンへの暴露は、無機ヒ素中毒と同じように扱われるべきです (以下を参照)。

無機ヒ素による中毒。 急性中毒を引き起こすと推定できる量に暴露した場合、または長期暴露の過程で呼吸器系、皮膚または胃腸管に重度の症状が発生した場合、労働者は直ちに作業から離れなければなりません。露出し、錯化剤で処理します。

このような状況で最も広く使用されている古典的な薬剤は、2,3-ジメルカプト-1-プロパノールまたはブリティッシュ アンチルイサイト (BAL、ジメルカプロール) です。 このような場合は迅速な投与が不可欠です。最大の効果を得るには、中毒から 4 時間以内にこのような治療を行う必要があります。 使用できる他の医薬品は、2,3-ジメルカプトプロパンスルホン酸ナトリウム(DMPSまたはユニチオール)またはメソ-2,3-ジメルカプトコハク酸(DMSA)である。 これらの薬は副作用が起こりにくく、BAL よりも効果的であると考えられています。 N-アセチルシステインの静脈内投与は、XNUMX つのケースで価値があると報告されています。 さらに、曝露からの除去によるさらなる吸収の防止、胃洗浄による胃腸管からの吸収の最小化、およびキレート剤または木炭の胃管による投与などの一般的な治療が必須です。 可能であれば、呼吸と循環の維持、水分と電解質のバランスの維持、神経系への影響の制御、および血液透析と交換輸血による吸収毒の除去などの一般的な支持療法を使用することができます。

接触性皮膚炎などの急性皮膚病変や、レイノー症候群などの末梢血管障害の軽度の症状は、通常、暴露からの除去以外の治療を必要としません。

戻る