陳佳，徐斌，林纓，邱澤武，孟志云，彭曉波，吳劍峰，謝劍煒

（1.軍事科學(xué)院軍事醫(yī)學(xué)研究院毒物藥物研究所 抗毒藥物與毒理學(xué)國家重點實驗室，北京 100850；2.解放軍總醫(yī)院第五醫(yī)學(xué)中心中毒救治科，北京 100071；3.軍事科學(xué)院軍事醫(yī)學(xué)研究院輻射醫(yī)學(xué)研究所，北京 100850）

1 案 例

1.1 簡要案情

2017年8、9月份，某省兩地相繼發(fā)生兩起不明原因中毒事件，中毒人數(shù)累計達15人，其中3人死亡。中毒患者均從事廢舊設(shè)備的清洗翻新工作，口述在使用俗稱“燒堿”的氫氧化鈉強堿溶液清洗不明來源鋁制金屬設(shè)備時感覺不適并發(fā)生中毒，主要癥狀表現(xiàn)為不同程度的頭暈、頭痛、惡心、嘔吐，并出現(xiàn)醬油色尿等，中毒原因不清楚。

除現(xiàn)場檢測外，采集某中毒現(xiàn)場的樣品包括鋁制金屬架、油污灰塵附著物、燒堿（NaOH）、燒堿清洗液等適量。4名中毒患者血液樣品由解放軍307醫(yī)院提供，采用多項技術(shù)進行綜合篩查分析。

1.2 現(xiàn)場和實驗室鑒定

基于不同原理的現(xiàn)場與實驗室檢測鑒定技術(shù)相結(jié)合的策略，使用ChemPro100手持式有毒有害氣體檢測儀（芬蘭Environics公司）、便攜式防化醫(yī)學(xué)檢毒箱（內(nèi)附偵檢管，軍事醫(yī)學(xué)研究院毒物藥物研究所研制），以及表面增強拉曼散射（surface-enhanced raman scattering，SERS）、氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）和電感耦合等離子質(zhì)譜（inductively coupled plasma-mass spectrometry，ICP-MS）等多種分析檢測技術(shù)，對中毒現(xiàn)場所采集的鋁制金屬架、油污灰塵附著物、燒堿、燒堿清洗液以及中毒患者血液樣本，進行綜合篩查分析和驗證，在實驗室模擬還原中毒現(xiàn)場。

1.2.1 現(xiàn)場檢測與模擬還原實驗

佩戴個人防護用具，按操作說明書，采用Chem-Pro100手持式毒氣檢測儀和MultiRAE有毒有害氣體檢測儀（美國Honeywell公司）對現(xiàn)場及周邊環(huán)境進行檢測，未檢出任何有毒有害氣體。

現(xiàn)場采集樣品的檢測：將現(xiàn)場采集的燒堿清洗液、鋁制金屬架及油污灰塵附著物分別加入適量的丁硫醇正己烷溶液，80℃下加熱30min后，冷卻至室溫，取上清液用二氯甲烷稀釋后用TSQ Quantum氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國Thermo Fisher Scientific公司）進行分析。

中毒現(xiàn)場模擬實驗：配制一定濃度的燒堿溶液，待燒堿溶解清澈后，將粘有油污灰塵待清洗的鋁制金屬架浸泡于燒堿溶液中，并不時攪拌，堿液放熱同時有大量氣泡產(chǎn)生。將ChemPro100手持式毒氣檢測儀和MultiRAE有毒有害氣體檢測儀分別放置于容器四周或上方，數(shù)分鐘后均發(fā)出報警聲，其中ChemPro100手持式毒氣檢測儀指示“血液性毒劑”，而MultiRAE有毒有害氣體檢測儀指示較高濃度的氰化氫（HCN）。為確保鑒定意見的可靠性，現(xiàn)場采集鋁制金屬架、油污灰塵附著物、燒堿及其溶液等樣品適量，帶回實驗室進一步分析。

1.2.2 SERS檢測氰化物[1]

基于前期所建立的氰化物高靈敏SERS快速檢測方法[2]，使用i-Raman型便攜式拉曼光譜儀（美國BWTEK公司）對鋁制金屬架、油污灰塵附著物、燒堿、燒堿清洗液分別進行檢測。取現(xiàn)場采集的樣品適量，分別用超純水或0.1mol/L NaOH溶液溶解或稀釋，離心取上清液加入金納米顆粒（參照文獻[3]合成，平均粒徑為55nm），混勻后取200μL置于96孔酶標(biāo)板中，調(diào)整激光功率為40 mW，采樣時間10 s，用便攜式拉曼光譜儀采集信號。結(jié)果顯示，上述樣品中均不含氰根離子。

1.2.3 便攜式防化醫(yī)學(xué)檢毒箱檢測砷化物和氰化物

采用便攜式防化醫(yī)學(xué)檢毒箱進行檢測，按說明書進行操作：取現(xiàn)場采集的鋁制金屬架適量，剪成細絲，連同油污灰塵附著物加入配置的燒堿溶液中，插入偵檢管后密封，待測；取采集的油污灰塵附著物適量，加入超純水，搖勻，加入產(chǎn)氣片（檢毒箱內(nèi)附的產(chǎn)氣片，成分為硼氫化鈉和酒石酸）后插入偵檢管后密閉，待測；另取一份清潔的鋁制金屬架與燒堿溶液適量混合，插入偵檢管后密封，待測。數(shù)分鐘后觀察偵檢管固相顯色劑的顏色變化。結(jié)果顯示，氰化物仍為陰性，但發(fā)現(xiàn)樣品中砷化物呈陽性反應(yīng)。中毒患者表現(xiàn)出的臨床癥狀也與氰化物中毒不相符，因此，可以確證現(xiàn)場所采集的各樣品中均不含有氰化物，現(xiàn)場檢測結(jié)果存在假陽性。

中毒現(xiàn)場模擬實驗分析結(jié)果：將所采集的燒堿清洗液和油污灰塵附著物，在加入產(chǎn)氣片后，偵檢管中的顯色劑均變?yōu)樘卣餍缘暮谧厣?，而清潔的鋁制金屬架無顏色變化。將油污灰塵附著物與配置的燒堿溶液混合，再加入市售鋁片后，也呈陽性結(jié)果。由此可推測現(xiàn)場所采集的樣品中可能含有砷化物。模擬還原實驗的檢測結(jié)果詳見表1。

表1 模擬還原實驗的檢測結(jié)果Tab.1 Test results of simulated reduction experiment

1.2.4 GC-MS檢測砷化物[4]

分別取適量的油污灰塵附著物、鋁制金屬架和燒堿清洗液適量，用二氯甲烷浸泡數(shù)分鐘后，離心棄去不溶物，取二氯甲烷層用氮氣吹至近干后，加入50μL含丁硫醇（1mg/mL）的正己烷溶液，密封后在80℃下加熱30 min。冷卻至室溫后用二氯甲烷稀釋數(shù)倍后進行GC-MS分析。

常見砷化物因其不易氣化導(dǎo)致無法用GC-MS對其進行直接分析檢測[4]。從結(jié)果可看出，現(xiàn)場采集的油污灰塵附著物或燒堿清洗液經(jīng)丁硫醇衍生化后進行GC-MS分析，在保留時間tr=15.68 min處均出現(xiàn)色譜峰，其質(zhì)譜圖與NIST譜圖庫中的三丁基硫化砷As（C4H9S）3化合物標(biāo)準(zhǔn)譜圖匹配度高于97.5%。

由此可以推斷油污灰塵附著物和燒堿清洗液樣品中含有一定含量的砷，而鋁制金屬架樣品未檢出，表明所采集的燒堿清洗液及油污灰塵附著物樣品中含有一定量的砷化物，也進一步驗證了便攜式防化醫(yī)學(xué)檢毒箱的檢測結(jié)果。

1.2.5 ICP-MS分析砷[5]

取適量采集的燒堿清洗液，離心棄去沉淀物，取上清液用超純水稀釋數(shù)倍后，直接用Agilent ICP-MS（7700x，美國Agilent公司）進行分析。取中毒患者血樣適量，加入1mL濃硝酸，蓋緊，放入100℃水浴中消解2h，待溶液透明時，開蓋，散氣30min，用超純水定容至10mL，混勻待測。為了準(zhǔn)確定量，配制10μg/mL的鋁（Al）、砷（As）、鉻（Cr）、鎘（Cd）、鉛（Pb）等25種元素混合物標(biāo)準(zhǔn)溶液，5 000 μg/mL的鈉（Na）元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，10μg/mL的汞（Hg）元素標(biāo)準(zhǔn)溶液，10μg/mL的鈷（Co）、鉈（Tl）元素的質(zhì)譜調(diào)諧液。

中毒患者的血液樣品和現(xiàn)場采集的燒堿清洗液樣品，經(jīng)過消解處理后，ICP-MS分析結(jié)果見表2。從結(jié)果可以看出，中毒患者血液樣品中所含的Pb、Hg、Tl、Co、Cr和Cd等金屬離子含量均低于0.1μg/g，其值接近或低于參考標(biāo)準(zhǔn)，而As的含量卻遠高于參考值[6]，依據(jù)該結(jié)果可判定中毒是由砷所引起的?，F(xiàn)場采集的燒堿清洗液，采用ICP-MS的檢測結(jié)果也表明，其中存在較高濃度的砷，由此進一步驗證了中毒與砷化物有關(guān)。但具體是由何種形態(tài)的砷所引起的，GCMS和ICP-MS尚不能給出較好的判定結(jié)果。

表2 樣品檢出各元素的ICP-MS檢測結(jié)果Tab.2 Results of each element detected by ICP-MS in the samples （μg/g）

2 討 論

上述實驗表明，現(xiàn)場待清洗的鋁制金屬架上的油污灰塵中含有砷化物，與十余人中毒事件密切相關(guān)。推測該事件的中毒原因為：操作工人在使用“燒堿”溶液清洗不明來源鋁制金屬架時，鋁在強堿性條件下生成氫氣，將附著油污灰塵中的含砷化合物還原轉(zhuǎn)化為易揮發(fā)的砷化氫，從而導(dǎo)致該中毒事件的發(fā)生。

砷化氫無色無味，是毒性極強的有毒氣體，短時間內(nèi)吸入一定量即可引起急性血管內(nèi)溶血、嚴(yán)重者可出現(xiàn)急性腎功能衰竭、中毒性腦病等一系列嚴(yán)重的并發(fā)癥，如不及時采取正確有效的救治措施，死亡率極高[6-11]。本研究對兩起不明原因中毒事件的調(diào)查分析表明，不可揮發(fā)的砷化物可能會還原轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性的劇毒砷化氫氣體，如果現(xiàn)場缺乏良好通風(fēng)條件，很容易導(dǎo)致中毒事件。為減少該類事件的再次發(fā)生，建議鋁制金屬架不宜采用強堿或強酸進行清洗，應(yīng)選擇中性溶液進行清洗。其檢測鑒定過程提示：（1）各種技術(shù)方法均有一定的局限性和適用范圍，特別是對諸多現(xiàn)場使用的各式手持式有毒有害氣體檢測儀主要適用于特定場景的檢測，實際使用時應(yīng)考慮其適用范圍和可能存在的誤報；（2）采用多種檢測原理的分析鑒定技術(shù)相結(jié)合的策略，綜合分析和驗證，并結(jié)合模擬還原實驗和臨床中毒癥狀，可為不明原因中毒事件的毒物篩查鑒定提供強有力的技術(shù)和明確思路；（3）砷化物不易氣化，本研究采用衍生化試劑丁硫醇與砷化物在較溫和條件下反應(yīng)生成易氣化的砷衍生物——三丁基硫化砷，從而可實現(xiàn)樣品中砷化物的間接檢測；（4）ICP-MS分析技術(shù)是目前公認(rèn)的多元素同時分析的強有力工具，能提供極低的檢出限、極寬的動態(tài)線性范圍，具有譜線簡單、干擾少、分析精密度高和分析速度快等優(yōu)點，在突發(fā)化學(xué)中毒應(yīng)急檢測中具有較廣泛的應(yīng)用。

本文是一起采用綜合篩查鑒定技術(shù)策略確證砷中毒的案例，不僅為中毒患者的及時診斷和救治提供了重要技術(shù)支撐，而且也為其他不明原因中毒事件的調(diào)查提供了借鑒。