環境水平及人體暴露
環境水平和人體暴露
鉈是一種高度分散的稀有貴重金屬元素，目前幾乎所有工業用的鉈都是從硫化物礦石冶煉過程的副產品中提取的。土壤鉈主要有自然風化和人為排放兩大來源。鉈在土壤中的分布具有不均一性，世界土壤中鉈的中位值為0.2mg/kg，範圍值為0.1～0.8mg/kg，中國土壤中鉈的95%置信度含量為0.292～1.172mg/kg，中位值為0.58mg/kg，略高於世界平均值。中國土壤的含鉈量隨著土壤性質的不同而發生變化，從燥紅壤到紅壤隨著從南到北的緯度變化基本呈現逐漸降低的趨勢；同一類土壤中隨著由東到西的經度變化，鉈有逐漸降低的規律。鉈的分布也表現在地域上的差異，總的趨勢是南高北低。江西土壤鉈較相鄰各省明顯偏高，居全國最高值。在受鉈污染的土壤中生長的農作物能吸收鉈，特別是酸性土壤吸收更快。如貴州污染區種植的白菜含鉈量可達41.7mg/kg。鹼化土壤可降低植物對鉈的吸收。鉈在土壤中移動較慢。
水中的鉈含量一般較低。海水中鉈的豐度為0.019μg/L，淡水中豐度為0.01～0.05μg/L。引用水中鉈的濃度一般低於能檢測到的水平0.3μg/L，很少高於1μg/L。水中鉈的致毒濃度為5x10 μg/L，濃度為1x10 μg/L的鉈會使植物中毒，從而造成對農業的影響。無污染的淺層地下水中鉈含量在0.0777～0.437μg/L，被污染的水中鉈含量可高出環境背景值幾十倍甚至上百倍，而污染嚴重的可超出背景值幾千倍甚至上萬倍。含鉈礦石、冶煉廢渣是水中鉈的主要來源，而人類的採礦活動加速了鉈向水環境釋放的速度。
鉈不是人體必需元素，但因其在環境中存在，正常人體內仍可測得。從一般死因的屍體中測得人體內頭髮含鉈量為4.8～15.8μg/kg、指甲為0.72～4.93μg/kg、結腸為0.56～5.40μg/kg（濕重）、組織平均含量約為1.2μg/kg。以75kg體重計，人體鉈總負荷為0.09mg。據對300名非污染區兒童測試，血鉈濃度均值為3.0μg/L，大約80%在檢出限以下。但尿鉈質量濃度差異較大，我國貴州對照人群尿鉈為0.059mg/L（0.00～0.23mg/L）。在污染區生活者，尿鉈和發鉈明顯增加，我國貴州慢性鉈中毒患者尿鉈、發鉈含量分別為1.22～1.46mg/L和13.5～23.57mg/kg。德國某水泥廠排出含鉈廢氣，附近居住者尿鉈、發鉈含量分別為2.6μg/L和9.5ng/g。一般認為，尿鉈和發鉈均能較好地反映人群中鉈的含量水平。
暴露途徑
鉈進入人體的途徑主要分為三種，吸入、食入以及經皮膚吸收。具體是：
大氣吸入
主要是吸入鉈煙塵、蒸氣。鉈的化合物多數具高揮發性，故鉈在冶煉過程中能以氣態形式在大氣中運移，鉈在焙燒時有60%～70%進入焙燒煙塵。在工作場所空氣中，鉈的凝聚和分解的氣溶膠濃度較高，易導致工人職業性鉈中毒。鉈的煙塵可經呼吸道吸收，可溶性鉈鹽則易經胃腸道和皮膚吸收。
飲食攝入
食物鏈遷移是人體鉈暴露和慢性鉈中毒的主要途徑。慢性鉈中毒是因食用鉈污染區土壤生長的糧食、蔬菜和水果等引起的。另外，長期飲用富含鉈的礦石污染水源所致中毒。植物對鉈具有明顯的富集作用。
經皮膚吸收
在危險化學品的儲存、運輸、裝卸、搬運等操作過程中，毒物能通過皮膚吸收，毒物經皮膚吸收的數量和速度，除與其脂溶性、水溶性、濃度等有關外，皮膚溫度升高，出汗增多，也能促使黏附於皮膚上的毒物易於吸收。鉈沾染在皮膚上，即可經皮膚吸收，進入體內，並在體內蓄積，對人體造成危害。
毒性閾值
鉈屬於高毒類，為強烈的神經毒物，並引起嚴重的肝、腎損害。有機鉈鹽較無機鉈鹽毒性大，三價鉈鹽較一價鉈鹽毒性大。鉈的最小致死量因給藥途徑、動物種類與化合物類別而異，一般為12～30mg/kg。小鼠經口碳酸鉈、硫酸鉈、硝酸鉈的LD分別為21.29mg/kg、29mg/kg、32.5mg/kg。而碳酸亞鉈、硫酸亞鉈經口分別為20.1mg/kg、23.5mg/kg。大鼠經口醋酸亞鉈的LD為30mg/kg，而經皮為117.3mg/kg。說明同一化合物因侵入途徑不同，其毒性有差異，亦有研究表明醋酸鉈對成人的最小致死量約為12mg/kg，而5～7.5mg/kg的劑量即可引起兒童的死亡。
生物效應
在動物和人體內的代謝動力學比較
吸收/分布/排泄
吸收：鉈蒸氣和煙塵可經呼吸道吸收，可溶性鉈鹽可經胃腸道和皮膚迅速吸入人體，腸的吸收主要在結腸。
分布：鉈及其化合物主要是經消化道和呼吸道進入體內後，可溶性的鉈被胃腸道吸收後，以離子形式進入血液，存在於紅細胞中並隨血液到達全身的器官和組織。組織對鉈的吸收類似於鉀離子，腎臟中鉈含量最高，其次是睪丸，其他依次為肌肉、淋巴結、胃腸、心臟、脾臟、肝臟。排泄：主要通過腎和腸道排出，少量從淚液、頭髮、皮膚、汗液和乳汁排出。
代謝及其產物
許多研究表明，鉈和鉈化物進入體內後，可溶性的鉈離子與體內的生物分子（如酶類）中的—SH、—NH、—COOH、—OH等基團結合，導致其生物活性喪失，從而使組織功能出現障礙；而且鉈離子對鉀離子有拮抗抑制作用，鉈離子會干擾一些依賴鉀的關鍵生理過程。研究還發現，鉈離子也可以與維生素B結合，從而使細胞能量代謝發生改變。鉈離子也可以通過胎盤屏障，給胎兒造成傷害。鉈在人體中的半衰期為10～30d，人體對鉈儲存和排泄的程度與人體接觸鉈的水平程度、接觸的持續時間、代謝器官和組織功能狀況、鉀離子的攝入量等因素密切相關。
與藥物的互動作用
急性鉈中毒洗胃後灌入活性炭及硫酸鈉以吸附胃內殘留的鉈化合物。也可口服普魯士藍Ⅱ（亦稱亞鐵氰化鐵鉀），其與鉈的結合能力優於活性炭，可將其晶格中的鉀離子與膽汁排泄至腸道中的鉈離子進行置換並從腸道排出。同樣，二乙基二硫代氨基甲酸鹽及其中間代謝物也可增加尿鉈的排出。
體內和體外效應
觀察大鼠的排泄途徑主要為消化道2/3和腎臟1/3，但排出緩慢，可持續1個月之久。在1名套用放射性鉈治療的病例報告中，給藥後72h內尿中鉈的排泄濃度為給予的11%，同期消化道排泄量僅占0.5%，由此推斷在人體日常排泄水平下，鉈經腎臟排泄約占73%，而經消化道排泄約占3.7%；另估計經頭髮排泄占19.5%，經皮膚和汗液排泄占3.7%。另外，鉈排泄緩慢，在實驗的動物體內的生物半衰期為3～8d，而在人體內的半衰期則為10d左右，最長可達1個月之久。
鉈對哺乳動物的毒性大於鉛、汞，屬高毒類，具有蓄積性。鉈的最小致死量因給藥途徑、動物種類與化合物類別而異，一般為10～30mg/kg。人食入1.5mg每公斤體重的可溶性鉈鹽，即可出現鉈中毒的各種症狀體徵，劑量加大，會加重反應。成人致死中毒劑量為10mg/kg，5～7.5mg/kg的劑量即可引起兒童死亡。
人體效應
鉈對哺乳動物的毒性大於鉛、汞，與砷相似。鉈及其化合物都是劇毒品，具有蓄積性，為強烈的神經毒物。
急性毒性作用
急性鉈中毒主要見於誤食鉈硫酸鹽和套用鉈鹽自殺、謀殺或非法流產者或職業性的急性吸入鉈蒸氣和煙塵等。
慢性毒性作用
慢性鉈中毒是因食用鉈污染區土壤生長的糧食、蔬菜和水果等引起，或職業性緩慢接觸工業鉈等引起。
人體健康防治措施
人體防護
（1）呼吸系統防護：作業工人應該佩戴防塵口罩。
（2）眼睛防護：必要時可採用安全面罩。
（3）防護服：穿工作服。
（4）手防護：必要時戴防護手套。
（5）其他：工作現場禁止吸菸、進食和飲水。工作後，淋浴更衣。實行就業前和定期的體檢。保持良好的衛生習慣。
健康監測
對鉈作業工人進行上崗前和定期健康檢查，及時發現就業禁忌證和早期發現鉈中毒病人及時處理。
防治
積極開展鉈污染的宣傳，加大力度，特別在偏遠農村及含鉈礦床開發地區，深入探討鉈礦區污染程度和硫酸工業、造紙工業副產品伴隨的污染，使鉈危害降至最低；開展鉈對人體作用機理及鉈汞病判別標誌的研究，及時治癒鉈中毒患者。
滅火方法
用泡沫、二氧化碳、乾粉滅火劑滅火。
