有机锡毒理学简介

禁铅是利国利民保护环境保护人类的大好事，禁铅不仅是因为铅属于重金属，还因为它易沉淀于人的骨骼中，无法排出，从而造成中毒，且毒性较重。重金属的定义（摘自中国环保设备网）如下：‘密度在5以上的金属统称为重金属，如金、银、铜、铅、锌、钴、镉、铬和汞等45种。从环境污染方面所说的重金属，实际上主要是指汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重金属，也指具有一定毒性的一般重金属如锌、铜、钴、镍、锡等。’按科学的分法汞、镉、铅、铬等属生物毒性最显著的重金属。而锌、铜、镍、锡等为一般重金属，但《PVC制品“禁铅”后的对策》一文却将铅与有机锡放在重金属一列而却大力推荐钙/锌稳定剂，这有些刻意混淆视听之嫌。大家知道，以前很多食品都是用锡纸来包装的。如今，这种包装由于其金属光泽好，密封性好，可与食品一同加热，在市场上甚至餐桌上还可找到它的身影，如果提重金属就色变，那么，钙/锌稳定剂中的锌也是重金属的一种，这又如何解释呢？
有机锡进入血液后，如三乙基锡可部分与大鼠的血红蛋白结合，分布到全身各主要脏器的浓度可因不同品种而异。局部组织中有机锡浓度与毒作用靶器官并不完全一致。
有机锡主要经肝微粒体酶的作用脱烷基和芳基而代谢降解，如四乙基锡在大鼠体内可迅速转化为三乙基锡和二乙基锡，再形成一乙基锡。不同品种的代谢产物亦不相同。各品种的生物半减期不同，多数在器官内消失缓慢，通常在脑中更慢。豚鼠经口给三乙基锡，在脑内的半减期为数天。主要随尿和粪排出。一乙基和三乙基锡可随尿排出，二乙基锡尚可经胆汁后随粪排出，四乙基锡可经呼气排出，有的也可存在于唾液和乳液中。
实验动物急性中毒的神经病理检查显示三甲基锡引起神经细胞变性、坏死主要病变在边缘系统和小肠，也可累及脑干、脊髓和背根神经节等，水肿并不明显。三乙基氯化锡引起的主要病变为中枢神经系统广泛水肿，特别是白质，周围神经也见脱髓鞘变。三丁基氯化锡可引起脑间质水肿，神经细胞变性。
为什么塑胶制造亚会发生有机锡中毒?这要追溯到塑料制品生产工艺的变革。聚氯乙烯胶粒生产过程需加人一演量的碳酸钙、铁白粉、色粉、润滑剂和稳定剂。过去，普遍采用铅盐类化合物作为稳定剂。尽管铅系稳定剂确很优异，能使塑料早着色和具有优越的稳定性，但也存在塑料制一品透明性差，以及铅毒污染环境和危害生产者健康的缺点。早在上个世纪50年代，人们就开始研究生产二种更优越的稳定剂来替代铅盐稳定剂早期，采用丁基锡作为稳定剂，但由于毒性过大而难以推广应用。经过不断的探索和改良配方，终于研制出硫醇甲基锡稳定剂己该稳定剂除具有早期着色和优越的长效稳定性的优点外，而且具有良好的二次加工胜和生产的塑料制品能符合无毒的卫生要求，并能根据工艺的需要生产出极佳透明性的塑料。目前，硫醇甲基锡稳定剂已广泛应用到塑料行业的生产中，替代铅盐类稳定剂。锡及其多数的无机化合物是低毒或微毒的。劳动者在生产环境中长期吸人大量的金属锡粉尘或锡蒸汽，可引起双肺弥慢性小斑点阴影改变，但患者不会因而发生年毒死亡。而且，脱离生产环境数年后，肺部的病灶会逐渐减少或消失。相反，多数有机锡具有较大的毒性，其毒性以损害机体的中枢神经系统为主，出现头痛、头晕、疲乏、精神萎糜、多汗或心率减慢等临床表现。分子结构不同的有机锡，其毒性不一样。一甲基锡对人的毒性较低;但三甲基锡毒性高，中毒后可引起易激动、幻觉、攻击性行为等精神障碍和低血钾症，血钾可低于2mmol/L(正常为大于35mmol/L)。低血钾症可引起心动过速、肢体麻木、呼吸肌麻痹，甚至死亡。甲基锡稳定剂在合成过程中，通常会含有一定量的三甲基锡。为减低毒性，专业生产厂商会采用特殊的专利技术，在甲基锡配方中至少保留19%重量浓度的一甲基锡成分，以抑制三甲基锡的生成。这种控制技术难度极高。实际上，世界上没有几家工厂能做到。在聚氯乙烯生产过程中，也会因生产环境通风不良、工艺控制不当或一些技术问题等原因造成生产工人有机锡中毒。中毒患者如能及时治疗，经补钾排锡和对症治疗后，多数效果良好。轻者10夭左右康复，重者需数月才能恢复健康。预防有机锡中毒，关键是要保证生产工艺合理，防止生产过程中低毒性的二甲基锡或一甲基锡转化为高毒性的三甲基锡。同时，还要保持生产环境中有良好的通风排毒设施，即使有少量的三甲基锡逸出，也可及时将其排出。塑料制造业工人若出现低血钾症，在没有找到造成低血钾的确切病因时，首先应警惕有机锡中毒。测定尿锡含量有助于诊断。若是有机锡中毒，应及早进行排锡治疗。
动物经口实验表明多种三、四烃基锡化合物具有高毒或中等毒性。影响毒性的因毒：
（1）化学结构不同，毒性差异甚大。烷基锡的毒性顺序为R3SnX>R2SnX>RSnX；R4Sn与R3SnX的毒性相似；同类化合物中毒性以乙基为最高，随烷基碳原子数增加而毒性递减；异烷基锡毒性一般大于正烷基锡；通式中被卤族元素取代后毒性增高，以含氯的毒性最高，故三乙基氯化锡的毒性最高；同类化合物中烷基锡的毒性大于芳基锡；
（2）三乙基锡主要引起中枢神经系统广泛性髓鞘内水肿和空泡形成，以脑白质水肿为明显。急性职业性中毒（以三乙基氯化锡为主）病例死亡后10小时的主要神经病理变化为中枢神经系统弥漫性重度水肿，切面见脑白质增宽；光学显微镜示脑实质呈海绵状结构，轴突粗细不均，髓鞘重度扩张、水肿明显，有脱髓鞘和神经无变性、坏死，白质病变明显较灰质为严重。有的病例脊髓无明显变化。有的病例脊髓神经根、肾上腺及肠壁奥氏神经丛均有变性。
发病机制尚未阐明，可因不同品种而异。
（1）三甲基锡主要引起神经元坏死。动物实验表现三甲基锡影响五羟色胺能系统，与行为改变有关；可引起神经递质水平改变及作用于多巴胺能和毒蕈碱能受体结合；抑制三磷酸腺苷酶，干扰脑钙泵功能及其他由环磷腺苷介导的过程；可抑制谷氨酸和γ-氨基丁酸的受体结合。经口实验表明三甲基锡所致海马坏死早期血浆糖皮质激素水平暂时性增高，是因下丘脑-垂体-肾上腺皮质轴暂时性激活，可部分归因于小神经胶质细胞所致的神经内分泌效应。
（2）三乙基锡与脑磷脂或线粒体结合，可抑制大鼠脑内氧化磷酸化过程的磷酸化环节，作用于三磷酸腺苷形成前阶段，此作用不能被含硫基的药物所阻断。由于抑制脑内葡萄糖氧化，影响谷胱甘肽转移酶活性，抑制三磷酸腺苷酶活性，改变钾-钠泵功能，引起细胞通透性改变，致星形胶质细胞和轴突水肿。三乙基锡对脑内髓磷脂尚有直接毒作用，且局部水肿恢复较慢。某些毒作用如引起血糖升高、血压改变等可能与组胺释放有关。
并对银和锡等物质解释为：“由于以上物质在饮用水中通常发现的浓度对人类健康没有危害，所以没有必要提供对健康方面的指导值。”在日内瓦世界健康组织1996年版第940~949页，及附录第2卷第281~283页的有机物表中，列出了如三丁基氧化锡为2微克/升（0.002毫克/升）。而二烷基锡为空白，且文件中特别解释：‘对于各种二烷基锡没有足够毒性数据可列在本指导性数据中。’很显然，二烷基锡无控制指标，而三丁基氧化锡虽有控制数据，但其并不属于有机锡稳定剂。懂得稳定机理的人都知道，三丁基氧化锡无法起稳定作用，且不会存在于用做PVC热稳定剂的有机锡之中，它是一种船底涂料。有机锡稳定剂只有一烷基锡和二烷基锡可以在PVC加工过程中分别起到初期热稳定和长期热稳定性作用，且这两种锡化合物不同于铅，即使进入人体也是可以排出的。
有机锡毒理学简介
有机锡化合物种类繁多，其毒性及毒作用靶器官不一。三烃基锡化合物多为神经毒物，靶器官是中枢神经系统，主要引起急性中毒性脑病，并可有迟发性毒作用，其中三甲基锡的靶器官是边缘系统和小脑，主要引起神经元坏死；三乙基锡主要是髓鞘毒，引起髓鞘水肿，而致脑白质水肿；三苯基锡除神经毒性外，尚有肝脏毒性。四烃基锡的毒作用与三烃基锡相似。二烷基锡具有胆管和肝脏毒性。某些有机锡如二丁基锡和三丁基锡等为皮肤或粘膜的强刺激剂。
据卫生部专家介绍我国制定的《生活饮用水输配水设备及防护材料卫生安全评价规范》对所有相关人民生活饮用水的设备材料制定了严格的检验标准。其中，对化学物质的指标即是参考世界卫生组织（WHO）饮用水质量指导书中的数据。例如，在健康标准及相关数据第2卷的（1996年）第940~949页，及1998年版附录281~289页上的表2，饮用水中对健康有影响的化学物质，无机化学物指导线中，镉为0.003毫克/升；铅为0.01毫克/升；铜为2毫克/升，而表中没有列锡。
我国《生活饮用水输配水设备及防护材料卫生安全评价规范》应该说制定的比WHO指导线还要严格，把锡的指标定为0.002毫克/升。即使如此，使用有机锡稳定剂生产管材管件的客户也都可以放心的达到这一严格检测指标。经卫生部所属中国疾病预防控制中心，环境与健康相关产品安全所的检测，如：宝硕上水管材检测结果为0.00003毫克/升；华亚芜湖上水管材的检测结果为0.00006毫克/升；而在管件中有机锡用量要多于管材的4~5倍，即使加入了1.6~2份在上水管件中，福建融林塑胶有限公司的管件检验结果也在<0.0005毫克/升。所有数据远低于WHO及我国制定的材料安全标准，我们完全可以放心的使用以有机锡为稳定剂的上水管材管件。
（2）毒性可随侵入途径而异。
（3）实验动物的种类和性别不同，对毒作用的敏感性不同。
实验动物三烃基锡中毒表现与人中毒相似。另外，四甲基锡可引起动物震颤和兴奋性增高。双三丁基氧化锡可引起T兔的反射抑制、衰竭、强直性抽搐等。三苯基锡未引起中毒动物脑水肿。
有机锡的皮肤毒性是低碳烷基锡比高碳烷基锡为强，6碳和8碳烷基锡的刺激作用消失。二丁基锡、三丁基锡和三苯基锡对粘膜和皮肤有强刺激作用。
（3）四乙基锡在肝内转化为三乙基锡而起毒作用，故中毒机制与三乙基锡相似，但发病可较慢。除神经毒性外，许多有机锡化合物又为免疫抑制剂，可引起实验动物的细胞免疫、体液免疫和非特异性宿主防御缺陷，部分原因可能是抑制胸腺细胞的能量代谢，导致胸腺破坏。
各种有机锡化合物Βιβλιοθήκη 性中毒病例的神经病变可不相同。（1）三甲基锡中毒的神经病理特征是神经元坏死。急性中毒尸体解剖，在光学显微镜和电子显微镜下显示神经细胞的核周体肿胀、核离心或（和）固缩、尼氏体消失。细胞内有许多胞浆板层小体和空泡等，在杏仁核最明显，也见于颞叶皮质、基底节及脑桥核。颞叶皮质有灶性神经细胞坏死。小脑皮质的普肯野细胞严重消失。三甲基锡不引起脑水肿。经口中毒尸体的血液心和肝组织中含有三甲基氯化锡。
美国自上世纪七十年代开始了大规模的禁铅运动，涉及人民生活的各个领域。铅是典型的多亲合性毒物，会沉淀于人的骨骼中无法排出，并且会造成造血系统、神经系统等严重损坏。在上世纪60年代美国儿童铅中毒流行率高达85%，经半个世纪的严格防冶，美国儿童铅中毒流行率已降到5%以下，成为世界各国仿效的“驱铅”样板。北美自禁铅后即选择了有机锡替代铅生产PVC建材产品，这已延续了40多年，从他们限铅已可看到他们对待各种物质的安全性有多么严格和严肃。对于接触食品的PVC制品必须有美国FDA（即食品药品管理局）的批准，而对于间接接触的必须有美国NSF（即环境卫生基金会）批准，NSF对原材料或产品是否影响健康制定了严格的标准。国外大的有机锡生产厂的辛基锡及甲基锡产品，都有FDA的认证，很多丁基锡稳定剂都有NSF批准，可用于上水管材管件。美国目前120万吨管材管件，50万吨型材及百叶窗帘，及50万吨PVC透明制品全部在使用有机锡稳定剂，如果锡属于有毒重金属，那岂不早被禁止了。仅在北美地区有机锡稳定剂的年消耗量就在5万多吨。我国年消耗量也有吨。有机锡稳定剂以它优异的稳定性一直扮演着PVC透明及不透明制品稳定剂这一无可替代的角色。这也是由于铅、镉等因不透明性无法生产透明制品及钙/锌没有足够的热稳定性及其高成本的先天缺陷，因此不能在许多领域中替代有机锡稳定剂。