氢氟酸可经由皮肤、眼睛、吸入、或口服等途径进入人体,产生毒性。其对人体的伤害,主要经由氢离子及氟离子两个机转所产生,通常对组织立即的伤害,主要是由氢离子所产生,次发性的伤害则经由氟离子对组织的伤害而产生:
1. 氢氟酸是酸,但由于其氢离子对氟离子的亲和力较强,解离度较低,所以在稀的溶液中游离氢离子较少,因此在接触时,常不会立即的疼痛(不像其它强酸会立即产生严重的疼痛),也正因为其对表面组织刺激性较弱,易导致患者在暴露后,因无立即明显的症状,而延误治疗的良机。虽然氢氟酸的酸性也可以产生严重的灼伤,但通常其中的氢离子对人体伤害只占次要的角色,氟离子侵入组织深部,才是氢氟酸造成人体伤害的主要元凶。
2. 高渗透性的氟离子可渗入组织深部,产生液化性坏死(liquefactionnecrosis)、骨骼脱钙、及严重的深部组织疼痛。它会与体内钙、镁等阳离子结合,产生不可溶的氟化钙或氟化镁等盐类,而导致低血钙及低血镁。此外,氟离子也会与含有金属原子的酵素结合,抑制酵素的活性。至于氢氟酸中毒所产生严重的深部组织疼痛,目前则认为主要是由于氟离子造成钾离子向细胞外移动,而造成神经末稍受到刺激,以及氟离子与钙、镁离子结合成不可溶氟化钙、氟化镁,造成细胞坏死所致。
全身性毒性
不论是经由皮肤、吸入、或口服的途径进入人体,氢氟酸中毒都可能产生的低血钙、低血镁、肺水肿、代谢性酸中毒、心室性心律不整、甚至死亡等严重的全身性中毒的症状。文献中所报告的口服氢氟酸中毒的病患多导致死亡,最小的口服致死剂量为1.5gm(或20mg/kg),病患可在数十分钟内,在没有明显前兆的状况下,突然心脏停止。皮肤接触70%的氢氟酸,占体表面积2.5%,即有致命的报告。动物实验显示,以50%的氢氟酸0.5ml,施于大白鼠的1.7%体表面积上,仅需五分钟即可使血清中氟离子明显的上升,仅30分钟即可产生低血钙、低血镁及高血钾的现象。比较典型的心电图变化为因血钙降低所造成的QT延长,由于血钙的检验常较费时,一般低血钙所产生的肌肉僵直性抽搐(tetany)、Chvostek'ssign及Trousseau'ssign,在氟化物中毒病患身上又很少出现,因此在没有其它好的监视方法前,心电图监视对此类病人则易发显得重要。Gettler及ellerbrook也曾估计,对一位63公斤重的人,最小的致命身体氟负荷仅为104mg(5.47meq)。对于一位70公斤重的人,只要7cc的100%无水氟化氢,即可将其身体内所有的游离钙全部结合,氢氟酸对身体伤害的严重性可见一斑。对于氢氟酸的暴露,一般建议,只要病患有以下情况,就应将病患视为可能产生低血钙、会危及生命的状况来处理:
1. 皮肤接触浓度超过50%,体表面积超过1%者。
2. 皮肤接触任何浓度超过体表面积5%者。
3. 吸入氢氟酸浓度超过60%者。
4. 食入氢氟酸者。
除了全身性症状外,不同途径的氢氟酸暴露,也会产生不同的症状。
口服暴露
文献中所报告的口服氢氟酸中毒的病患虽然并不多,但却多导致死亡。根据林盈秀等的报告,国内亦有因口服氢氟酸而致命的个案。最小的口服致死剂量为1.5gm(或20mg/kg)。病患口服氢氟酸后,可在数十分钟内,在没有明显前兆的状况下,突然心脏停止,因此予以积极的治疗,在这类病患就易发显得重要。口服氢氟酸除可产生口咽刺痛、灼伤、肠胃道症状如恶心、呕吐、腹痛、吐血等局部症状外,亦可造成全身性症状如头晕、倦怠、抽搐、躁动、意识混乱、昏迷、心律不整、甚至心脏停止。
皮肤暴露
最常发生氢氟酸暴露的部位就是皮肤,典型的氢氟酸灼伤,会产生延迟性深部的强烈疼痛,皮肤接触部分会产生厚的血液凝块,如不及时予以治疗,组织会持续破坏,甚至可造成骨骼的侵蚀。接触氢氟酸的初期,皮肤可仅产生轻度的皮肤泛红或可严重至产生三度灼伤,如不予以治疗,组织会继续破坏,产生水泡、变白、变硬、变黑或溃烂,甚至可造成整层皮肤坏死、坏疽、丧失肢体、永久性结疤、变形及永久性失能。
美国卫生研究院(NationalInstituteofHealth)曾根据不同的浓度,将氢氟酸灼伤加以分类,皮肤接触氢氟酸浓度超过50%,一般都会造成立即的疼痛及明显的组织伤害。浓度介于20%至50%,灼伤通常会在数小时内变得明显。若浓度小于20%,灼伤可能会延迟至24小时,才变得明显。暴露稀的氢氟酸主要的危险是,初期可能没有症状,外表也看不出异常,伤者初期常没有警觉,直到数小时后,氟离子穿透深部造成组织破坏,发生严重疼痛时才会去求医。动物研究曾显示,接触0.01%低浓度的氢氟酸,在五分钟内即可产生可见的病变。然对于短时间暴露稀的氢氟酸患者,如能及早开始治疗,常可因此免除日后需加护医疗的必要。
手指是氢氟酸最常暴露的部位,由于指甲下的部位缺乏角质层(Stratumcorneum)的保护,因此受氢氟酸暴露时,很容易侵入深部组织,而导致快速严重的深部组织或骨头的坏死,应特别注意早期予以治疗。
呼吸道吸入
呼吸道吸入氢氟酸可产生咳嗽、局部刺痛、呼吸困难、胸闷、胸痛、气管或支气管出血、肺出血、肺塌陷、及成人呼吸窘迫症候群(AdultRespiratoryDistressSyndrome,ARDS)等,严重病患可在吸入30分钟内快速死亡。呼吸道的症状,甚至持续数月或数年。然吸入氢氟酸,亦可产生延迟性伤害,病患在吸入后数天或数周后发生出血性肺炎或成人呼吸窘迫症候群,导致延迟性死亡。美国政府工业卫生会议及美国国家职业卫生安全局,所订空气中的氢氟酸容许浓度为3ppm。Machle等曾报告,空气中氢氟酸的浓度超过12.1ppm,即可产生症状。Machle等曾以动物实验,将天竺鼠暴露于不同浓度的氢氟酸空气中,显示暴露含氢氟酸浓度高于1.5mg/L空气中,没有一只天竺鼠可活超过五分钟。对于长期暴露于低浓度的氢氟酸环境中,也可产生慢性氟病变(chronicfluorosis),这些病患容易发生骨骼、关节、韧带不适的症状,X光检查可发现骨骼硬化的现象,定期检查工作人员尿液中的氟含量,将有助于早期发现这些慢性氟中毒的病患。在美国,皆发生数次因大量的氢氟酸外泄,造成上万人需撤离,近千人需住院治疗的事件。在国内,半导体工业快速发展,氢氟酸的使用量快速增加,在公安意外事件频传的现在,不保也会有类似的意外发生。因此,国人除需积极加强防护确保公共安全外,对意外发生后的处置更是不容忽视。
眼睛暴露
眼睛暴露氢氟酸可快速产生疼痛、流泪、结膜发红、角膜混浊等症状,根据研究显示,氢氟酸对眼睛的伤害,比相同浓度的盐酸还要严重,盐酸通常只产生眼睛表面构造的伤害,而氢氟酸则可因氟离子侵入深部组织,而导致更深部眼球组织的破坏。氢氟酸对眼睛的伤害可产生许多合并症,包括视力变差、失明、葡萄膜炎(Uveitis)、青光眼、结膜结痂、眼睑变形、干性角膜炎、眼球穿孔等。
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