王婧
三氧化二砷是天然存在的一種劇毒物質(zhì),是中藥砒霜的主要成分,它有其特有的物化性質(zhì)。20世紀(jì)70年代,我國學(xué)者首先使用As2O3治療急性早幼粒細(xì)胞性白血?。ˋPL),并取得了良好的效果。
一、三氧化二砷的化學(xué)性質(zhì)
三氧化二砷,俗稱砒霜,分子式As2O3,是最古老的毒物之一,無臭無味,外觀為白色霜狀粉末。它是經(jīng)某幾種指定礦物處理過程所產(chǎn)生的高毒性副產(chǎn)品,如采金礦、高溫蒸餾砷黃鐵礦(毒砂)并冷凝其白煙等,都能產(chǎn)生三氧化二砷,它的別稱有砒霜、白砒、紅砒、紅礬、信石或亞砷酸酐。
三氧化二砷的沸點是457.2℃,蒸汽壓是13.33kPa(332.5℃),微溶于水,(在25℃時,1克三氧化二砷物質(zhì)能在大于或等于100毫升且小于1000毫升的水中溶解),溶于酸、堿,它的相對密度(水=1)是3.86g/cm ,危險標(biāo)記為13(無機劇毒品)。因化學(xué)物質(zhì)不同,三氧化二砷的熔點不一。如砷華的熔點是275℃,白砷石的熔點是313℃。
三氧化二砷的物性是無臭、白色粉末或結(jié)晶,加熱則散發(fā)出蒜臭味。它有三種晶形:單斜晶體的相對密度是4.15,在193℃時升華;立方晶體的相對密度是3.865;無定形體的相對密度是3.738,熔點為312.3℃。
三氧化二砷是一種兩性氧化物,但酸性超過堿性,它微溶于水,生成亞砷酸;它較難溶于酸,但又能溶于鹽酸,生成三氯化砷或其他砷化合物。砒霜會和氧化劑(如臭氧、過氧化氫及硝酸)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),生成五氧化二砷(As2O5),它可以被還原為砷,也可以被還原生成砷化氫(AsH3)。單斜晶體和立方晶體溶于乙醇、酸類和堿類;無定形體溶于酸類和堿類,但不溶于乙醇。它們?nèi)苡趬A性溶液中會產(chǎn)生亞砷酸鹽。工業(yè)品因所含雜質(zhì)不同,會略呈現(xiàn)出紅色、灰色或黃色,它們既容易被還原,也容易被氧化。
三氧化二砷的分子結(jié)構(gòu):
它是四面體分子,在α-型、液態(tài)或氣態(tài)中是As2O3。
非晶系(信石玻璃:Vitreous arsenic)是無色無定形的玻璃狀物質(zhì),不穩(wěn)定,能緩慢地變成等軸晶系。
砷華(Arsenolite)是白色等軸八面體的小結(jié)晶(粉末),即使在常溫下,也是最穩(wěn)定的,在135℃升華,221℃轉(zhuǎn)變成單斜晶系。
白砷石(Claudetite)是無色屬單斜晶系的針狀結(jié)晶,在221℃以上溫度時不穩(wěn)定。
在工業(yè)上,由可回收砷的礦石經(jīng)破碎,進行氧化焙燒,生成的氣體經(jīng)除塵、冷卻、捕集,制得三氧化二砷。提純方法是把200克工業(yè)三氧化二砷溶解于700毫升的濃鹽酸,滴加200毫升的濃硫酸,加完之后蒸餾,得到150毫升(132克)三氯化砷,然后把三氯化砷慢慢加到1800毫升水中,使其水解,生成的三氧化二砷沉淀用1000毫升水洗滌,得147克精制三氧化二砷,三氯化砷計算的回收率為83%。
二、三氧化二砷的應(yīng)對急救措施
一旦發(fā)現(xiàn)有人誤食砒霜,要盡快催吐,以排出毒物。催吐方法是讓病人大量喝溫開水或稀鹽水(一杯水中加一匙食鹽),然后把食指和中指伸到嘴中和舌根,刺激咽部,即可嘔吐;或者讓患者反復(fù)喝水和嘔吐,直到吐出的液體顏色如水樣為止;或者把燒焦的饅頭研末,讓病人吃下,以吸附毒物;或者大量飲用牛奶(3~5瓶)、蛋清(4~5個),以保護胃粘膜,然后快速送往醫(yī)院。
現(xiàn)代醫(yī)學(xué)已研制出特效解毒劑──二巰基丙醇,它進入人體后,能與毒物結(jié)合,形成無毒物質(zhì)。如果是皮膚接觸,應(yīng)該立即脫去被污染的衣物,用肥皂水和清水徹底沖洗皮膚,然后就醫(yī);如果是眼睛接觸,應(yīng)該立即提起眼瞼,用流動清水或生理鹽水沖洗,然后就醫(yī);如果是不小心吸入,應(yīng)迅速離開現(xiàn)場,至空氣新鮮處,保持呼吸道通暢。如果呼吸困難,必須輸氧;如果呼吸停止,應(yīng)立即進行人工呼吸,然后就醫(yī)。
三、三氧化二砷的貯存方法
三氧化二砷應(yīng)儲存在陰涼、通風(fēng)良好的專用庫房內(nèi),實行“雙人收發(fā)、雙人保管”制度,遠(yuǎn)離火種、熱源,包裝密封,而且必須與氧化劑、酸類、鹵素、食用化學(xué)品分開存放,切忌混儲。儲存區(qū)應(yīng)備有合適的材料,收容泄漏物。
四、三氧化二砷的主要用途
三氧化二砷的主要用途是提煉元素砷,它是冶煉砷合金和制造半導(dǎo)體的原料。在玻璃工業(yè)中,三氧化二砷用作澄清劑和脫色劑,以增強玻璃制品的透光性;在皮革工業(yè)中,三氧化二砷用以制亞砷酸鈉,作皮革的保藏劑;在農(nóng)業(yè)上,三氧化二砷用作防治病蟲害的殺蟲劑、消毒劑和除銹劑,也用作其他含砷殺蟲農(nóng)藥的原料。此外,三氧化二砷可用于涂料和顏料工業(yè),作為化學(xué)試劑;還可用于氣體脫硫、木材防腐、鍋爐防垢以及玻璃和搪瓷等方面;還可用于分析試劑,如作基準(zhǔn)試劑、還原劑、氯氣吸收劑;還可用于亞砷酸鹽的制備,用作防腐劑。
在天然狀態(tài)下,砷的毒性不強,但是它的化合物具有很強的毒性。通常所見的白色粉末,即砒霜,就是不純的三氧化二砷。早期,砒霜中毒的癥狀容易被人與其他一些疾病混淆。直到19世紀(jì)20年代,法國皇帝、著名的軍事家拿破侖·波拿巴死后,科學(xué)家們才從他的身上檢驗出砒霜,并意識到這種物質(zhì)是有毒的。
盡管砒霜是一種“一級”毒藥,但砒霜在治療人類疾病方面也起到了巨大作用。在歷史上,早有把砷化合物用以治療昏睡病、肺結(jié)核、皮膚病等頑疾的記載。美國紐約賽奈山醫(yī)藥學(xué)校的臨床醫(yī)學(xué)教授、腫瘤專家塞繆爾·韋克斯曼介紹說:“人們總是害怕砒霜中毒而死,并認(rèn)為它是產(chǎn)生腫瘤的原因。但追溯到希波克拉底時代,那時,它就以這種或那種形式被用來治病。砒霜的藥用達到頂峰時期是在19世紀(jì)末到20世紀(jì)初,幾乎所有的藥師都會使用這種藥品?!痹?9世紀(jì)的施蒂里亞,那里的農(nóng)夫經(jīng)常攝取一定劑量的砒霜,用以增強體魄;1909年,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種砷化合物——砷凡納明,它長期被用以治療梅毒、雅司病及其他螺旋菌感染,直到20世紀(jì)40年代才被青霉素所替代。
砷作為抗腫瘤藥物,在我國也有百年歷史。如過去使用牛黃解毒片(含雄黃)及雄黃治療慢性粒細(xì)胞白血病。我國研究As2O3以毒攻毒機理30余年。20世紀(jì)70 年代初期,我國率先用砷劑治療急性早幼粒細(xì)胞白血病(APL),獲得了較高的臨床緩解率。1996年,張鵬等報道As2O3治療APL的完全緩解率為73.3%。20世紀(jì)90年代以來,上海血液病研究所與哈爾濱醫(yī)科大學(xué)合作應(yīng)用As2O3持續(xù)靜脈滴注治療復(fù)發(fā)的APL患者,取得了令人滿意的療效,為治療APL,特別是復(fù)發(fā)和耐藥的APL,開辟了一條新的途徑。2000年,三氧化二砷被美國食品藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)用于治療急性早幼粒細(xì)胞白血病。此外,砷劑對胰腺癌、胃癌、肝癌、肺癌等產(chǎn)生的療效,也顯露出可喜的成績。相信在不遠(yuǎn)的將來,砒霜會有更令人意想不到的功用,造福人類。
(作者系山西師范大學(xué)教育科學(xué)研究院在讀研究生,供職于呂梁高等??茖W(xué)院汾陽師范分校)