環境水平及人體暴露
環境水平和人體暴露
德國Leverkusen生產BayerAG的工廠採取完全密閉的製造、加工、裝填、運輸工藝,廢氣經過活性炭等清潔處理,固體廢棄物焚燒處理,廢液經對硝基甲苯回收後進入市政處理廠,濃縮的污泥再焚燒,結果大氣、水中沒有檢測出對硝基甲苯的排放(2001年,檢測限20μg/L)。在日本的27個廢水處理廠的進出水口都沒有檢出對硝基甲苯(2001年,檢測限10ng/L)。1999年檢測德國境內的三條主要河流的結果是:多瑙河90%低於0.02μg/L,萊茵河90%低於0.5μg/L,易北河的最高濃度為0.05μg/L。
早期曾測得荷蘭的兩條河流中硝基甲苯(未區分異構體)平均濃度為4.5mg/L,最高18.1mg/L;美國佛蒙特州一個製造廠排出的廢水中硝基甲苯(未區分異構體)含量在0.12~9.2mg/L;美國新澤西州杜邦工廠附近大氣的硝基甲苯(未區分異構體)含量在59~89ng/m 。
軍工廠的廢水、廢棄的軍事地點的土壤水和地下水中往往檢測出對硝基甲苯,這可能是彈藥生產的副產品或其他硝基化合物降解產生的。
美國調查居民住宅、商業辦公室及一些普通工廠,也沒有檢測到空氣中含有對硝基甲苯(GC-MS,檢測限0.0127μg)。
暴露途徑
對硝基甲苯可迅速通過消化道和肺部吸收,經皮膚接觸吸收相對較慢較少。製造和使用對硝基甲苯的工人可能通過呼吸吸入和皮膚接觸而暴露。2002年對一化工廠的檢測看到,硝化工種工人血液中濃度平均為11ng/L,最高43ng/L,精餾工種工人血液水平低於20ng/L,不吸菸普通人群低於26ng/L,吸菸者平均為70ng/L。表明防護得當的工廠工人的暴露風險低。由於對硝基甲苯是用作化工中間體,在最終產品中一般不會存在,也沒有接觸最終產品而中毒的案例。普通人群抽菸是對硝基甲苯暴露的主要途徑。
毒性閾值
LD:1960mg/kg(大鼠經口);16000mg/kg(大鼠經皮)。
微生物致突變:鼠傷寒沙門氏菌10μg/皿。微粒體誘變:鼠傷寒沙門氏菌10μg/皿。
魚的半致死濃度LC:10.5mg/L( Carassiusauratus,48h)40mg/L( Cyprinuscarpio,96h);50mg/L( Pimephalespromela,96h);74mg/L( Oryziaslatipes,48h)。
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:對硝基甲苯通過消化道和肺部吸收迅速,經皮膚接觸吸收相對較慢。
分布:吸收後的對硝基甲苯可分布到全身各處。
排泄:絕大部分通過尿液排出(80%以上),少部分通過糞便排出(2%~5%),通過呼吸排出的可能性小。大鼠體內可見腸肝循環。
代謝及其產物
在大鼠體內的主要代謝物是對硝基苯甲酸(30%~45%),對乙醯氨基苯甲酸和4-硝基馬尿酸。小鼠體內的代謝則主要是和葡萄糖苷酸及硫酸鹽生成環羥基化物和軛合物,對硝基苯巰基尿酸nitrobenzylmercapturicacid)只見於大鼠的體內代謝物。對硝基甲苯在體內代謝迅速,一次性暴露200mg/kg體重後,第9天處理與對照的尿液組分未見差異。尿液中對硝基苯甲酸與肌氨酸酐的比值或對乙醯氨基苯甲酸與肌氨酸酐的比值是對硝基甲苯暴露的生物標誌物,它與大鼠消化道飼餵的對硝基甲苯的量線性相關。大鼠體內對硝基甲苯代謝的腸肝循環主要通過對硝基苯葡萄糖酐進行的,與膽汁一起分泌的硝基代謝物被腸道微生物還原後再吸收,在肝臟內生成毒性物質。
體內和體外效應
急性毒性
口服:飼餵含對硝基甲苯的聚乙二醇400的試驗看到大鼠的半致死劑量大於2250mg/kg體重,溶於0.1%的甲基纖維素中口服時雌、雄性大鼠的半致死劑量分別是3200mg/kg和4700mg/kg體重。急性毒性的臨床表現為嗜睡、抽搐、呼吸急促、喘息等,24h後症狀緩解並恢復。
皮膚:在兔背部塗抹濃度高達20g/kg體重的對硝基甲苯溶液24h內沒有觀察到中毒症狀,洗去後14d觀察期內也未見異常。用濃度為750mg/kg體重的對硝基甲苯混於聚乙二醇400乳液中塗抹大鼠背部,24h觀察期內沒有死亡發生,但塗抹後18h到4d內有些大鼠狀態不良。另有報導塗抹16g/kg體重的劑量72h內誘導25%的大鼠後出現高鐵血紅蛋白血症,但未見死亡,症狀也可恢復。
吸入:在對硝基甲苯濃度為4167mg/m 的空氣中生活1h,5隻雄性大鼠和10隻雄性小鼠都沒有表現出中毒症狀,隨後的7d觀察期內也未見異常。另外的試驗也看到大鼠暴露於851mg/m3,小鼠暴露於1277mg/m 濃度下4h,在處理期間和之後的14d觀察期內都未見病理症狀。
刺激與致敏性:對硝基甲苯混於聚乙二醇400乳液中塗抹兔背部4h內未見皮膚刺激作用。兔子眼窩內滴入100mg對硝基甲苯24h,未見對角膜和虹膜的刺激反應,僅輕微發紅,沖洗後24h內完全恢復。單次皮膚注射確定沒有致敏性。
慢性毒性
系統毒性:在13周和2a的研究中都發現試驗劑量下大鼠的脾臟血鐵質色素積累。在57g/m 劑量[相當於雄性723mg/(kgBW·d);雌性680mg/(kgBW·d)]下雄性出現了睪丸退化症狀,雌性出現了妊娠周期延長現象。雄性小鼠在2.5g/m 劑量[相當於439mg/(kgBW·d)]下出現了肺部損害症狀。
致突變性:沒有發現對硝基甲苯誘導大腸桿菌突變;但可誘導哺乳動物,如大鼠等的淋巴細胞和卵巢細胞突變;活體實驗中對硝基甲苯沒有誘導大鼠和兔子的骨髓細胞形成微核。
致癌性:飼餵雌性小鼠劑量為155mg/(kg·d)、315mg/(kg·d)、660mg/(kgBW·d)105~106周,未見致癌作用。雄性小鼠在劑量為690mg/(kgBW·d)時肺泡及支氣管腫瘤發生明顯增加。大鼠2a的研究顯示對硝基甲苯有致癌作用,但是結果可信度低。生殖毒性:在口服劑量高到足以引起系統毒性時仍未見對大鼠的生殖器官和各項生殖生理指標的明顯影響,母體出現系統中毒症狀後可引起懷孕率降低、流產增加、胎兒體重低等現象。NOAEL:25mg/(kgBW·d)(雌性和雄性);LOAEL:25mg/(kgBW·d)(雌性)。
發育毒性:在母體中毒的劑量下胎兒體重較正常的低。NOAEL:25mg/(kgBW·d);LOAEL:100mg/(kgBW·d);LOAEL:25mg/(kgBW·d)(母體)。
人體效應
缺乏直接的試驗數據。根據動物試驗和中毒事件推測 p-硝基甲苯對眼睛、呼吸道和皮膚有刺激作用。吸收進入體內可引起高鐵血紅蛋白血症,出現紫紺。嚴重中毒者可致死。經吸入、攝入及皮膚吸收進入人體,主要損害血液、皮膚、胃腸道、心血管系統和中樞神經系統。本品刺激皮膚及眼睛黏膜,中毒的典型症狀為頭痛、氣短、腹痛、噁心、眩暈、呼吸困難、皮膚發藍等,大量進入人體可嚴重損害肝臟並引起溶血,甚至死亡。