第五节 磷及其化合物
黄磷
【概述】
黄磷(phosphorus,P)亦称白磷,是黄白色蜡样结晶体,曝光后变黄色,有大蒜样臭味,熔点44.1℃,在室温下,能自燃,易氧化成三氧化二磷和五氧化二磷。黄磷蒸气遇潮湿空气可氧化为次磷酸和磷酸。黄磷在黑暗中呈淡绿色荧光。黄磷不溶于水,易溶于油脂及二硫化碳等有机溶剂。黄磷还易与金属、卤素及氢等化合生成磷化物。黄磷是制造红磷、磷酸、磷化合物、磷合金、焰火、爆竹以及信号弹、烟幕弹、燃烧弹等军火工业的重要原料,也是石油化工中催化剂、表面活性剂、稳定剂、干燥剂及制药、染料、化肥、农药等工业生产中的主要原料。
黄磷急性毒性属高毒类,可经呼吸道、消化道及皮肤吸收,储存于肝脏和骨组织,以磷酸盐形式自尿、粪便、汗液排出。黄磷可通过脂质过氧化作用和对微粒体、线粒体ATP酶产生抑制作用引起肝脏损伤;也可由于转化生成磷酸,使血清中磷酸含量增高,导致钙磷比例失调,加速体内钙排出,使血钙浓度下降,引起脱钙,致骨质疏松和坏死。黄磷能广泛损害全身各系统,引起神经系统和心、肝、肾的出血、变性和坏死;对皮肤黏膜有强烈刺激和腐蚀作用。口服黄磷0.2mg/kg可对人体造成损害,口服量达到50mg以上、吸收量达1mg/kg或皮肤Ⅱ度灼伤面积超过7%可致人死亡。
【临床表现】
1.消化系统
口服黄磷中毒一般可分为两个阶段:①初始阶段以胃肠道反应为主,口服后立即出现口咽肿痛糜烂、胃部有烧灼感、恶心呕吐、剧烈腹痛、腹泻,可有呕血、便血。呕吐物、粪便及呼出气均有特殊蒜臭味,呕吐物置于暗处可见荧光。②第二阶段以肝肾损害、心血管系统损害为主,主要表现为数天后出现肝脏肿大、压痛,黄疸及转氨酶升高;同时可出现血尿(急性溶血时可见酱油色尿)、蛋白尿、管型尿、少尿,尿素氮及血肌酐升高;严重者可发生急性肝功能衰竭、肾功能衰竭,亦可出现血压降低、心率增快、心跳骤停等。
2.皮肤灼伤
创面呈棕褐色或黑色点片状皮肤灼伤,可深达骨骼,中央凹陷,嵌有磷颗粒,在暗处可见绿色(蓝色)磷光(即肚脐损害);局部可有皮炎、溃疡、水肿、坏死。1~2周左右出现肚脐损害,严重者发生暴发型肝功能衰竭。一般Ⅱ度灼伤面积即可引起肚脐损害,同时还可累及心肌和肾脏。
3.吸入高浓度黄磷蒸气
表现为呼吸道刺激症状,严重者出现急性肺损伤,可伴有头痛、头晕、乏力,心肌损害及弥漫性毛细血管内凝血;重者可出现谵妄、抽搐、昏迷,中毒性心肌炎、休克等。
【诊断要点】
急性磷中毒常见于误服者,职业性急性中毒多由于黄磷灼伤皮肤所致,吸入黄磷蒸气所致中毒较少见。根据短时间内接触大量黄磷史,并于数小时至数日内出现以急性肝、肾损害为主的临床表现,排除其他病因所致的类似疾病,不难做出诊断。
【处理原则】
1.吸入中毒
应立即脱离中毒现场,移至空气新鲜处,有条件给予吸氧。
2.口服中毒
应立即给予催吐、洗胃,有条件可用0.05%~0.1%高锰酸钾或1%过氧化氢溶液洗胃,直至洗出液无大蒜臭味为止。但应注意出现胃肠道腐蚀症状者(如呕血)忌用洗胃。洗胃后用液体石蜡100~200ml灌胃(溶解磷而不被吸收)。禁用蓖麻油导泻。
3.皮肤灼伤
立即用大量清水冲洗创面,时间不少于半小时。继以2%~3%硝酸银溶液轻涂创面,直至无磷火为止。也可用1%硫酸铜溶液冲洗。应该注意的是抢救黄磷中毒烧伤患者的关键是避免磷中毒,使黄磷烧伤变为普通的烧伤,黄磷灼伤的初期处理极为重要。然后用生理盐水冲洗创面,再用5%碳酸氢钠溶液湿敷,每日清创换药一次。禁用油质纱布湿敷,以减少黄磷的吸收。黄磷深度灼伤应尽早施行切痂植皮术。黄磷烧伤后焦痂内的磷是不能通过清洗而彻底除尽的,入侵至深部的磷也难以用任何外用药去除。因此入院后应在休克期平稳度过后,尽早切除焦痂。
4.对症支持治疗
保持水、电解质及酸碱平衡;注意保护心、肝、肾等重要脏器,防止肝、肾功能衰竭;适当选用肾上腺糖皮质激素、氧自由基清除剂、钙通道拮抗剂等;根据病情,给予抗休克、抗感染等治疗。
赤磷
赤磷(red phosphorus)亦称红磷,由黄磷在转化锅中经250~270℃,65~72小时转化而成。赤磷为红棕色粉末,熔点72℃,沸点350℃,不溶于水、脂肪及二硫化碳。赤磷毒性较低,皮肤接触可引起皮炎。制品不纯时,含有少量黄磷。经常在生产场所吸入含赤磷粉尘,可引起慢性磷中毒。
磷化氢
【概述】
磷化氢(phosphine,PH3)为无色气体,有腐鱼样气味,能溶于水,微溶于乙醇、乙醚,易被活性炭吸附,受热易分解,易氧化,易自燃,当空气中浓度达2%~8%时,可发生爆炸。磷化铝、磷化锌的制造、包装、运输,使用磷化铝熏蒸谷粮、皮毛、中草药等行业劳动者可接触到较高浓度的磷化氢。乙炔气的制造及矽铁运输因原料中混合磷化钙等杂质,也会产生磷化氢。工业制备镁粉、黄磷制备、黄磷遇水、含磷酸钙的水泥遇水、半导体砷化镓扩磷遇酸、含磷污泥处理作业、饲料发酵等作业的劳动者,在一定条件下也可以接触到较高浓度的磷化氢。此外,含磷的锌、锡、铝、镁遇酸或受水作用也可产生磷化氢。
磷化氢主要经呼吸道吸入,随血液循环到各组织、器官,主要损害中枢神经系统、心脏、肝脏和肾脏等。目前职业中毒主要发生于使用磷化铝(有时用磷化锌)作熏蒸剂及处理含磷矿渣、磷泥时吸入高浓度磷化氢所致。此外磷化锌、磷化铝经口进入,在胃肠道遇酸遇水释放出磷化氢,并在胃肠道内被吸收入血。磷化氢最终分解形成无机磷化物由肾排出。常见的金属磷化物及其特性见表2-2-3。
表2-2-3 常见的金属磷化物及其特性
磷化氢属高毒类。人接触1.4~4.2mg/m3的磷化氢即可闻到其味,10mg/m3浓度条件下接触6小时,可产生中毒症状,在409~846mg/m3浓度下0.5~1小时可致死。磷化氢经呼吸道吸收后,首先刺激呼吸道,损伤微血管内皮细胞,致使黏膜出血、水肿,肺泡充满血性渗出液,进而引起肺水肿。磷化氢还能抑制细胞色素氧化酶,导致细胞能量代谢障碍、组织缺氧,造成中枢神经及内脏器官损害。
【临床表现】
磷化氢中毒潜伏期一般1~3小时,多数患者发病在24小时内。吸入中毒早期出现神经系统与呼吸道症状,口服中毒时胃肠道症状发生早而且严重。
1.神经系统
主要有头晕、头痛、全身乏力、精神不振、失眠、烦躁、视物模糊、复视、步态不稳、共济失调。严重者意识障碍、昏迷、抽搐,精神症状等。检查可见脑电图异常。
2.呼吸系统
有咽干、咽痛、胸闷、胸痛、咳嗽和咳粉红色泡沫痰,呼吸急促、发绀。查体可有咽部充血、肺部干湿啰音等体征。X线胸片检查显示肺纹理增多增粗、紊乱,边界模糊不清。严重者出现肺水肿、成人呼吸窘迫综合征。
3.消化系统
有恶心呕吐、食欲不振、腹痛、腹胀,查体可发现肝大、肝区压痛、黄疸及肝功能异常。
4.心血管系统
可有心跳加快、血压进行性下降、休克;心肌受损较为多见,心电图可见心律不齐及传导阻滞;实验室检查可见血清磷酸肌酸激酶与乳酸脱氢酶升高。
5.肾脏损伤
少数患者可有血尿、管型尿与蛋白尿,尿频或少尿,肾区痛、急性肾功能衰竭。
6.其他
皮肤湿冷多汗;血糖升高、电解质紊乱(如血钾降低、镁升高)。
【诊断要点】
根据高浓度磷化氢接触史,出现以神经系统和呼吸系统损害为主要临床表现,可以确定诊断。需要与呼吸系统感染、中枢神经系统感染、脑血管病、胃肠炎、传染性肝炎、心血管疾病等鉴别。
【处理原则】
1.吸入中毒者 应立即脱离中毒现场,注意卧床休息。对吸入高浓度磷化氢者,要密切观察24~48小时。尽早给予吸氧并保持呼吸道通畅,有条件可予以高压氧治疗以改善组织缺氧和改善细胞代谢障碍。
2.口服中毒者 应尽快催吐、洗胃和导泻,阻止毒物吸收,并给予活性炭吸附。禁用硫酸镁或蓖麻油导泻,以免加重中毒,不宜用蛋清、牛奶、油类灌胃,以免促进吸收。
3.早期发现肺水肿,早期、足量、短程应用肾上腺糖皮质激素治疗肺水肿。根据病情静脉注射地塞米松,轻度中毒 10~30mg/d,重度中毒30~60mg/d,病情好转后减量或停药。一旦并发ARDS,应尽早行机械通气治疗。
4.对症支持治疗 保护心、肝、脑、肾等脏器功能,维持水、电解质平衡,防治继发感染等。
五氯化磷
五氯化磷(phosphorus pentachloride,PCl5)别名过氯化磷,白色或淡黄色结晶,有刺激性气味,易升华,遇水分解成三氯氧磷、磷酸和盐酸。在化工上用作氯化剂和催化剂。五氯化磷的蒸气和烟雾对呼吸道、眼、口腔黏膜有极强的刺激作用。五氯化磷急性毒性属于中等毒类,大鼠经口LD50为660mg/kg,吸入LC50为205mg/m3。五氯化磷吸入中毒以呼吸道刺激症状为主,如出现咽痛、吞咽困难、咳嗽、胸闷气急,可发生咯血,重者出现肺炎、肺水肿、喉头水肿。眼部刺激表现为眼痛、流泪、角膜溃疡等。皮肤污染可发生灼伤,出现红斑、糜烂、溃疡。
五氯化磷经呼吸道吸入中毒者,应立即脱离中毒现场,保持呼吸道通畅。有条件可给予碳酸氢钠雾化吸入,加强对症处理,积极防治肺水肿。皮肤污染者,先用棉花或纸等吸去液体,然后再用大量清水冲洗(如直接用水冲,可在皮肤上形成大量磷酸而引起严重灼伤),清创后可用碳酸氢钠溶液湿敷。眼灼伤者,用1%~2%的硼酸溶液冲洗后,外涂激素、抗生素眼膏。
三氯化磷
【概述】
三氯化磷(phosphrous trichloride,PCl3)又叫氯化亚磷,为无色、有刺激性臭味的发烟液体,混有黄磷时,色黄而混浊,溶于水、乙醇、氯仿、乙醚及二硫化碳。本品是磷的不完全氯化物,在空气中蒸发,遇水或潮湿空气后即分解,生成磷酸和盐酸。在工业上用于香料、医药、农药、染料、塑料和亚磷酸系稳定剂等化工合成,作氯化剂、催化剂及溶剂,也用于制造磷酰氯和五氯化磷。
三氯化磷急性毒性属中等毒类,毒性比五氯化磷大,大鼠经口LD50为550mg/kg,4小时吸入的LC50为583mg/m3。有报告23名工人暴露于10.4~17.1mg/m3三氯化磷蒸气2~6小时后出现中毒症状。三氯化磷属刺激性毒物,蒸气对眼、上呼吸道和皮肤黏膜均有强烈刺激作用,进入体内后迅速水解成盐酸和亚磷酸,造成组织刺激损害。
【临床表现】
1.呼吸系统
吸入高浓度蒸气后,可引起化学性支气管炎、肺炎和肺水肿。表现为流涕、咽干、喉痛、咳嗽、胸闷、气急、呼吸困难,可发生咯血,部分患者尚有鼻出血、鼻中隔黏膜溃疡、声音嘶哑等症状。查体可见咽喉水肿、肺部闻及干湿啰音。胸部X线检查可见肺纹理增粗、紊乱及点片状阴影,可逐渐融合,出现大片状浓密阴影。部分患者出现气胸、肺大疱、纵隔气肿、肺纤维化等并发症。
2.眼
对眼亦有刺激作用,出现结膜充血、流泪,眼睑痉挛及眼痛,严重者发生角膜溃疡、甚至失明。
3.皮肤
接触其液体或较高浓度气体,可发生灼伤,出现红斑、水肿、溃疡、糜烂等。
4.其他
尚有头晕、头痛、全身乏力、意识障碍、恶心、呕吐、面色苍白、口唇发绀、出冷汗、食欲减退、腹痛等。
【处理原则】
1.呼吸道吸入中毒者,应迅速脱离中毒现场,保持呼吸道通畅,安静休息。给予2%碳酸氢钠溶液雾化吸入。注意防治肺水肿,早期、足量、短程应用肾上腺糖皮质激素,并防治继发感染。
2.皮肤灼伤者,先用棉花或吸水纸等吸去液体,再用大量清水冲洗,继以碱性液体(碳酸氢钠)冲洗、湿敷。
3.眼睛灼伤者,用1%~2%的硼酸溶液或生理盐水冲洗,外涂抗生素眼膏,角膜灼伤者应注意散瞳。
4.其他对症与支持治疗。
三氯氧磷
【概述】
三氯氧磷(phosphorus oxychloride)又名磷酰氯(phosphoryl chloride),为无色发烟液体,有刺激性臭味,熔点2℃,易挥发,在潮湿空气中或遇水可水解为盐酸和磷酸,呈烟雾状,与水反应剧烈而产生大量的热量,易造成事故。三氯氧磷可用于有机磷农药、吡哌酸、维生素B等医药工业,在化工中被广泛用作溶剂、氯化剂、催化剂,并用于香料和染料的合成,还应用于电子、塑料工业中。
三氯氧磷急性毒性属中等毒性,大鼠经口LD50为380mg/kg,4小时吸入LC50为300mg/m3。人接触70mg/m3可发生急性中毒,对皮肤、眼、呼吸道和肺有强烈的刺激作用。
【临床表现】
1.呼吸系统
呼吸道吸入2~6小时后,可出现咽干、咽痛、咳嗽、胸闷、气短、呼吸困难,严重者可出现气管炎、支气管炎、肺炎、肺水肿,甚至出现急性呼吸窘迫综合征。
2.消化系统
可出现恶心、呕吐、腹痛、肝肿大及肝功能异常。
3.眼
可有眼痛、流泪、眼水肿、眼睑痉挛、结膜充血、角膜混浊等。
4.皮肤
可产生灼伤,局部出现红斑、水疱等。
5.其他
头痛、头晕、无力、抽搐、步态不稳、贫血,重者可出现肾脏损害、心力衰竭、心肌炎等。
目前有研究认为三氯氧磷可以磷酸化乙酰胆碱酯酶,从而具有抗胆碱酯酶毒性。有报道三氯氧磷中毒患者中部分出现有机磷中毒的临床表现,出现胆碱酯酶活力下降(30%~60%),使用阿托品后,临床症状消失。
【处理原则】
1.呼吸道吸入中毒者,应立即脱离中毒现场,保持呼吸道通畅,给予吸氧。密切观察病情,必要时早期、足量、短程应用肾上腺糖皮质激素防治肺水肿。
2.皮肤污染时,应先用纸或棉花吸附,然后再用2%碳酸氢钠溶液湿敷。也可采用创面暴露疗法,但不可用油膏或脂性敷料。灼伤皮肤结痂后应尽早切痂清创或切痂植皮,既可阻止磷吸收,又可避免创面感染。
3.眼灼伤时,应尽早充分冲洗(2%硼酸)和预防感染(外涂抗生素眼膏或滴眼药水)。
4.其他对症支持治疗。
其他磷化合物
五氧化二磷、三硫化四磷等其他磷化合物及其特性见表2-2-4。
表2-2-4 其他含磷化合物及其特性