29 例磷化氫中毒者體內(nèi)總磷化氫分布以及磷化氫中毒特征分析

嚴慧，杜猛，喬正，向平，沈保華，沈敏，劉偉

1.司法鑒定科學研究院 上海市法醫(yī)學重點實驗室 司法部司法鑒定重點實驗室 上海市司法鑒定專業(yè)技術(shù)服務平臺，上海 200063；2.上海市公安局嘉定區(qū)分局刑事科學技術(shù)研究所，上海201800

磷化鋁（aluminium phosphide）是一種常用于糧食倉儲的廣譜性熏蒸殺蟲劑，片劑為帶有白色斑點的灰黑色固體，粉劑外觀呈灰綠色。磷化鋁在干燥條件下對人畜較安全，但在吸收空氣中的水分或與胃酸接觸后，會反應產(chǎn)生劇毒磷化氫氣體，引起頭暈、頭痛、惡心、乏力、食欲減退、胸悶及上腹部疼痛等。嚴重者有腦水腫，肺水腫，肝、腎及心肌損害，心律失常等，死亡案例也時有報道[1]。由于磷化氫中毒尚沒有特效解毒劑，臨床上主要是根據(jù)中毒者的癥狀給予相應的支持及對癥治療，因此，對中毒者來說，能夠盡早確診并得到及時治療就顯得尤為重要[2]。

體內(nèi)磷化氫檢測難度較大，因為吸收的磷化氫很快代謝為次磷酸鹽和亞磷酸鹽，通過尿液排泄[3]，因此，生物檢材中磷化氫代謝物的檢測可以為磷化氫中毒提供直接證據(jù)。目前生物檢材中磷化氫及其代謝物的檢驗主要采用頂空氣相色譜/火焰離子化檢測器（headspace gas chromatography/flame ionization detector，HSGC/FID）[4]、頂空氣相色譜/氮磷檢測器（headspace gas chromatography/nitrogen phosphorus detector，HSGC/NPD）[5]，由于氣相色譜法僅有保留時間對化合物定性，可靠性較差，YAN 等[6]建立了氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）法檢測生物檢材中磷化氫及其代謝物。本研究采用所建的HSGC-MS 方法對16 起磷化氫中毒案中29 例中毒者體內(nèi)和體外檢材進行分析，積累磷化氫代謝物在體內(nèi)的分布數(shù)據(jù)，并對磷化氫中毒環(huán)境、中毒者年齡易感性、攝藥途徑以及案件特點進行分析。

1 對象與方法

1.1 主要儀器和試劑

7890A-5977A氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀、GS-GASPRO石英毛細管柱（30 m×0.32 mm；美國Agilent 公司），Milli-Q Advantage A10 超純水處理系統(tǒng)（美國Millipore 公司），次磷酸鈉-水化合物、鋅粉（上海安譜實驗科技股份有限公司），硫酸（分析純，國藥集團化學試劑有限公司）。

1.2 對照品溶液配制

精密稱取次磷酸鈉-水化合物31 mg，置于10 mL容量瓶中，加入適量水溶解并定容至刻度，配制成相當于磷化氫1.0mg/mL的對照品儲備溶液。實驗中所用其他濃度的標準溶液均由上述儲備溶液用水稀釋而得。

1.3 分析方法

采用已有方法[6]進行分析，血液中總磷化氫的檢出限為0.1 μg/mL。將40 mg 鋅粉均勻鋪放在10 mL 頂空進樣瓶底部，依次加入生物體液1 mL（或其他生物檢材1 g）、水2 mL、20%硫酸溶液0.5 mL 后，立即密封。室溫下放置30 min 后，40 ℃水浴中加熱60 min，然后吸取0.5 mL 液上氣體，進行GC-MS 分析。

GS-GASPRO石英毛細管柱柱溫：初溫30℃（2min），以20 ℃/min 程序升溫至110 ℃，保持0.5 min。載氣為氦氣，純度≥99.999%，流速3.5 mL/min。離子源溫度230 ℃，四極桿溫度150 ℃，進樣口溫度180 ℃，傳輸線溫度230 ℃。選擇離子監(jiān)測（selected ion monitoring，SIM）掃描，定性離子m/z31、33、34，定量離子m/z34。

1.4 案例

收集司法鑒定科學研究院2018—2020 年的16 起磷化氫中毒案例，共29 例中毒者，分析案情并對生物檢材中磷化氫代謝物（次磷酸鹽和亞磷酸鹽）進行檢測，其中3 起典型案例的案情如下。

案例1：某日20：00 許，1 名26 歲女性與其5 歲兒子出現(xiàn)上吐下瀉癥狀，女兒（6 月齡，仍在母乳喂養(yǎng)階段）也出現(xiàn)不適癥狀，20：40 左右起3 人在房間睡覺。次日03：00，2 例兒童發(fā)熱、嘔吐，母親惡心、嘔吐。09：00，3 人自行服用中成藥（具體不詳）；12：00 許2 名兒童口唇發(fā)紺；14：00 救護車到達確認女童已無生命體征；21：00 左右，男童經(jīng)搶救無效死亡。對該女性的血液以及2 例死者的血液、肝組織、胃內(nèi)容物進行檢測。2 例死者的血液和肝組織中均檢出磷化氫代謝物成分，胃內(nèi)容物中均未檢出磷化物成分，該女性血液中未檢出磷化氫及代謝物成分。經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，發(fā)病當天早晨，該女性及家人給新收小麥拌了糧蟲凈（馬拉硫磷）和磷化鋁片劑8 包，并將拌好的糧食裝袋后堆放在臥室，房間潮濕，門窗緊閉，空氣不易流通，并且當日白天及夜晚都下過大雨，提取房間內(nèi)麥粒進行毒物分析，采用HSGC-MS 法檢出磷化氫成分。

案例2：一家三口（父親，36 歲；母親，24 歲；兒子，5 月齡）租住在二樓，某日晚上，3 人均突然出現(xiàn)嘔吐、頭暈癥狀，至醫(yī)院治療，留院觀察于第2 天中午情況好轉(zhuǎn)后出院回家。第3天06：00，該嬰兒再次出現(xiàn)嘔吐、精神不佳等癥狀，送往醫(yī)院救治，至第4 天11：00 許，經(jīng)搶救無效死亡。將3 人的血液送檢后，從嬰兒的血液中檢出磷化氫代謝物成分，父母的血液中均未檢出磷化氫及代謝物成分。公安機關(guān)開展調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，房東于4 日前在一樓堆放稻谷的糧倉投放了10 g 左右磷化鋁，提取裝過磷化鋁藥片的塑料空瓶，從其中殘余物中檢出磷化物成分。此外還發(fā)現(xiàn)，由于二樓樓板是預制板，經(jīng)久未修，與墻體連接處裂開，一樓的磷化鋁與空氣中的水分反應產(chǎn)生的磷化氫可能通過裂縫進入二樓。

案例3：某日07：00 許，1 名女性（42 歲）被其丈夫發(fā)現(xiàn)在租住房臥室內(nèi)嘔吐，自述服用磷化鋁2片，08：50送至醫(yī)院洗胃，10：35 經(jīng)搶救無效死亡。在死者血液、肺組織及肝組織中均檢出磷化氫及代謝物成分，現(xiàn)場提取的藥瓶內(nèi)殘余物和嘔吐物中均檢出磷化物成分。

2 結(jié)果

本研究收集的16 起磷化氫中毒案件共29 例中毒者情況及生物檢材中磷化氫分布數(shù)據(jù)見表1，其中5 例為口服磷化鋁中毒，均為成年人，3 例中毒者死亡，2 例中毒者經(jīng)過醫(yī)院救治后痊愈，血液中磷化氫質(zhì)量濃度為0.5～34.0 μg/mL；11 起案件為吸入磷化氫中毒，共有中毒者24 例，其中17 例死亡、7 例生存，血液中磷化氫質(zhì)量濃度為0.6～6.2 μg/mL。

表1 磷化氫中毒案例中毒者情況及生物檢材中磷化氫分析Tab.1 Information of phosphine poisoning victims and analytical results of phosphine in biological samples

3 討論

3.1 攝毒途徑和體內(nèi)分布

磷化氫是殺蟲劑磷化鋁的有效成分，可通過吸入、口服、皮膚和黏膜接觸迅速吸收[7]。磷化氫可抑制細胞色素c 氧化酶，破壞線粒體功能，使血紅蛋白變性，轉(zhuǎn)化為高鐵血紅蛋白，血液中血紅蛋白含量下降，影響機體氧化磷酸化，破壞細胞膜和細胞核，造成機體多器官損害，尤其是心肺損傷嚴重[1]。由于缺乏特效解毒劑，無論是口服還是吸入進入人體，即便經(jīng)過醫(yī)院及時救治，磷化氫中毒致死率仍很高。但是案例7中老年男性服用了多片磷化鋁后，在攝入磷化鋁的第11 天，血液中總磷化氫質(zhì)量濃度仍高達0.5 μg/mL，再經(jīng)過醫(yī)院救治20 d 后痊愈出院。磷化鋁是服毒自殺案件中的常見物質(zhì)，但在醫(yī)院救治或法醫(yī)尸體解剖時，醫(yī)生、護士或者法醫(yī)需要注意防護，因為胃內(nèi)殘留的磷化鋁所產(chǎn)生的磷化氫可能會產(chǎn)生自燃現(xiàn)象，易造成二次傷害[8]。

本研究報道的磷化氫中毒案件中除5 起為自殺口服磷化鋁、1 起為投毒外，其他都是熏蒸糧食、藥材時意外泄露造成的磷化氫吸入中毒。磷化氫進入體內(nèi)后快速代謝為次磷酸鹽和亞磷酸鹽從尿液中排出[2]。本研究采用HSGC-MS 法從中毒者體內(nèi)檢出磷化氫成分，為磷化氫中毒提供了直接證據(jù)。通過對體內(nèi)總磷化氫的檢測，反映出不同攝毒途徑引起的總磷化氫體內(nèi)分布情況不一致，口服磷化鋁后人體血液中磷化氫質(zhì)量濃度最高達34.0 μg/mL，而吸入磷化氫后人體血液中磷化氫質(zhì)量濃度最高為6.2 μg/mL，這可能由于磷化鋁口服后產(chǎn)生大量磷化氫，迅速吸收入血，而磷化氫吸入案例則是長時間暴露于較低濃度的磷化氫環(huán)境中引起。不可忽視的是，體內(nèi)磷化氫濃度與樣品采集距磷化氫暴露時間密切相關(guān)，一些磷化氫吸入案件中中毒者經(jīng)過長時間的醫(yī)院搶救后死亡，體內(nèi)磷化氫可能已經(jīng)部分排出。肝、肺組織中磷化氫濃度較高，是磷化氫檢測較好的檢材[6]。還有少數(shù)磷化氫暴露后生存者體內(nèi)未檢出磷化氫成分，可能由于生物檢材的采集時間距離案發(fā)時間較長，磷化氫已經(jīng)排出體外。

3.2 人群特征

許多磷化氫中毒案件中中毒者都是兒童[9]，兒童對磷化氫中毒更為敏感[10]，本研究報道的磷化氫吸入意外中毒的案例中，也發(fā)現(xiàn)年齡較小者中毒后果更為嚴重，有些案件中多名中毒者暴露在相同的磷化氫環(huán)境中，兒童已經(jīng)造成死亡后果，同住的成年人僅為輕微的嘔吐癥狀甚至無癥狀。中毒者都是兒童的情況下，也是年齡較小的兒童出現(xiàn)的后果更為嚴重。如果未能及時察覺毒源，中毒者很可能在相對封閉的磷化氫環(huán)境（夜間臥室）中反復暴露，有幾名中毒者在案發(fā)前1 天即有腹痛、嘔吐癥狀，誤以為食物中毒，白天離開臥室外出活動后，癥狀有所緩解甚至消失，返回臥室再次暴露后，就可能會導致死亡。

國家糧食局（現(xiàn)國家糧食和物資儲備局）發(fā)布的《糧庫安全生產(chǎn)守則》中規(guī)定，使用磷化氫空倉殺蟲、糧食熏蒸及散氣期間，應在距離糧倉至少20 m 處設置安全警示標識和警戒線。因此，距糧倉20 m 是最起碼的安全距離，更不應在住宅區(qū)進行糧食熏蒸操作。有些人對磷化鋁的危害認識不夠，直接在臥室熏蒸磷化鋁，也有些磷化氫透過有洞、孔的墻壁、天花板泄露到隔壁房間、相鄰樓層的房間，甚至有的案件中磷化氫通過空下水道管傳輸?shù)搅讼喔糨^遠的房屋。

3.3 結(jié)語

本研究發(fā)現(xiàn)，口服磷化鋁致死率很高，且中毒者體內(nèi)磷化氫濃度比吸入性中毒者要高，磷化鋁在胃內(nèi)與胃酸反應產(chǎn)生大量磷化氫，易自燃，可能引起醫(yī)務人員或者法醫(yī)的二次傷害。此外，磷化氫吸入中毒較隱蔽，易誤診為食物中毒，且呈現(xiàn)磷化氫暴露時間長、多次暴露、年齡易感性等特點，若不能及時脫離磷化氫環(huán)境，同樣會導致死亡后果。