第二章 文獻探討
第一節 鉛的暴露及危害之探討
一、鉛的特性和用途
鉛其化學符號為Pb,是一種銀灰色軟性金屬,比重為 11.34,熔點為 327.4 ℃,沸點 1740 ℃,不溶於水,具有柔軟且高延展性、抗腐蝕不易 導電等特性,鉛不可燃但鉛粉末為可燃粉塵。
鉛是地球上很容易找到的一種金屬,常以有機鉛或無機鉛的形式存 在,有機鉛包括四乙基鉛(tetraethyl lead)、四甲基鉛(tetramethyl lead)等;
無機鉛包括醋酸鉛(lead acetate)、硝酸鉛(lead nitrate)等;其它化合物包 括:氧化鉛(lead oxide)、硫化鉛(lead sulfate)、氯化鉛(lead chloride)、鉻 酸鉛(lead chromate),以及硬脂酸鉛(lead stearate)(莊弘毅、吳聰能, 2003)。
鉛在人類歷史已使用了千年之久,鉛一直在人們的生活中被廣泛的 使用,過去的歲月人們從未重視鉛的危害,亦未對鉛的環保加以規範。
早期古埃及人在化妝品中添加鉛;羅馬人則用鉛管來運輸飲用水而且使 用鉛製器皿;希臘人提煉鉛金屬來製作許多物品,如容器、裝飾品等;
中國人也是早期知道用鉛做鍋子、水晶杯的民族之一。
鉛可於油漆、電池、汽油,焊接劑、亮光漆、化學藥品、彈藥(Brodkin et al., 2007)、果汁的罐子、門、窗、嬰兒床、水管、水晶玻璃、粉筆、蠟
中暴露到鉛的機會相當大。
二、鉛的主要暴露來源和吸收途徑
過去含鉛汽油是人類鉛暴露的主要來源(Thomas et al., 1999),鉛被添 加於汽油內以減少引擎的爆震,但汽油抗震劑四乙基鉛中的鉛,卻會造 成嚴重的空氣污染危害人體的健康,各國已逐漸減少其添加量。近期研 究發現含鉛汽油的淘汰會減少鉛在大氣的污染,進而減少人體內鉛的濃 度,然而無鉛汽油的使用被認為是導致血鉛值下降的原因之一,特別是 在發展中的國家(Duzgoren-Aydin, 2007)。
根據台灣行政院環保署統計,2000 年鉛的污染量達 1310 公噸,雖然 台灣含鉛汽油已經在2000 年全面禁止使用,但是在環境中留存的鉛因半 衰期較長,在土壤或沉澱,造成生物累積(Paoliello and De Capitani, 2007),並經由食物鏈繼續危害人體的健康。
鉛會從攝食固體食物或接觸鉛製器具、攝食液體包括被鉛污染的飲 水或飲料(Fukui et al., 2004)以及暴露於含鉛的空氣,經由呼吸道、皮膚及 消化道進入人體。研究指出非職業的(一般族群)鉛暴露大多從飲食,職業 的鉛暴露則是從肺、消化道、皮膚吸收進入到人體內,進入人體後,會 進入血液或是沉澱於軟組織(例如:腦、肝、腎、骨髓等),在血液中的 半衰期約30 天,有 90-95 % 的鉛會累積儲存於骨骼中,其半衰期則是數
年至數十年,其排泄很緩慢,主要是經由腎臟排出(Brodkin et al., 2007)。
三、鉛的健康危害及暴露量的參考值
鉛是一個環境毒物,會影響神經、造血、骨骼、腎臟、內分泌、生 殖系統(Soldin et al., 2003),在流行病學和毒理學的研究發現鉛暴露和許 多疾病有關,如學習和行為上的疾病、心血管疾病、腎臟病、減少生育 力及癌症等(Lustberg and Silbergeld, 2002)。Lin 等人於 2001 年針對 110 位慢性腎功能不全的病人進行追蹤二年的世代研究,發現長期低濃度鉛 暴露會造成慢性腎臟功能不全(Lin et al., 2001);而追蹤 202 位慢性腎功能 不全的病人二年後發現無論身體鉛總量高低,對腎功能都是有害的,平 均每 100 微克(約為 0.1 毫克)會導致每年 0.3%的腎功能損傷(Lin et al., 2003)。除了 Lin 等人(2003)的研究外,Muntner 等人(2005)也認為鉛的暴 露對人體的危害是沒有閾值的(Muntner et al., 2005)。在橫斷研究中發現血 鉛和認知功能是有關聯的(Weisskopf et al., 2004),Schaumberg 等人在 2004 年提出長期低濃度鉛暴露會增加白內障發生的危險性(Schaumberg et al., 2004),研究指出血鉛值越高,得肌萎縮性脊髓側索硬化症(Amyotrophic Lateral Sclerosis)的風險越高,顯示鉛對神經危害的嚴重性(Kamel et al., 2002)。一項泰國的研究發現,在控制年齡、身體質量指數、酒精使用、
香菸、運動後,血鉛值和血壓有顯著的相關(Kaewboonchoo et al., 2007)。
鉛對生殖系統也會產生危害,日本的研究發現鉛不只是會影響精蟲的數 目而且也會對精蟲的構造、精蟲細胞膜的完整、精蟲的活動力造成危害 (Naha and Chowdhury, 2006);一項比較不孕的婦女與正常的婦女之病例對 照研究中發現不孕的婦女血鉛值會比正常的婦女顯著較高(3.55 vs 2.78 μg/dL, P=0.007)(Chang et al., 2006)。美國全國健康與營養調查(National Health and Nutrition Examination Surveys,NHANES) (1999~2002)的相關 研究發現高血鉛會造成慢性腎臟病以及週邊動脈疾病(Muntner et al., 2005),過去研究指出鉛的暴露會造成生長遲緩的現象,如:身高等,美 國全國健康與營養調查的研究發現血鉛值和身高有負相關,顯示鉛的暴 露會影響生長發育(Ballew et al., 1999; Frisancho and Ryan, 1991; Schwartz et al., 1986; Selevan et al., 2003),由於血鉛和生長遲緩的機制至今尚未有 明確的原因,其可能解釋的原因有(1)營養缺乏造成生長遲緩並且增加鉛 的吸收,例如:可能因為鐵鈣質的缺乏導致鉛的吸收增加,進而造成生 長遲緩(Frisancho and Ryan, 1991),(2)研究指出低濃度的鉛暴露會喪失器 官的功能,影響內分泌器官的合成或是產生荷爾蒙影響骨骼的成長,並 且改變骨骼細胞的功能,如細胞分裂、酵素功能、鈣質信使系統功能不 全,導致生長遲緩等(Min et al., 2008)。
根據文獻(Staudinger and Roth, 1998; 林意凡、王榮德, 2002)以及美國 聯 邦 毒 性 物 質 和 疾 病 登 記 署(Agency for Toxic Substances & Disease
Registry,ATSDR) 2004 年的報告,整理出血鉛濃度高低可能對成人造成 的不良影響如下圖2-1-1:
圖2-1-1:血鉛濃度與相對應可能對成人造成的不良影響
血鉛濃度 (μg/dL)
不良影響
← 腦神經病變、意識昏迷、死亡 100
← 貧血、頭痛、嘔吐、體重減少
60
← 生育力降低、甲狀腺荷爾蒙的改變
末梢神經病變、血紅素合成下降 40
← 蛋白尿、紅血球中的比咯紫質升高
10
← 腎功能損傷、高血壓 神經發展影響、高尿酸
由上圖可知,即使處於低濃度的血鉛值中,鉛對人體能仍就會造成 許多不良的影響,所以對其管理應該更加注意並加以評估,然而每個國 家的參考值都不相同,在台灣的行政院勞委會勞工安全衛生研究所 (Institute of Occupational Safety and Health,IOSH)、醫院臨床建議參考值 (台北榮民總醫院、中國醫藥大學附設醫院、台中榮民總醫院)以及國際間 的管理單位都有做出管理參考值,將管理參考值整理後如下表2-1-1:
表2-1-1:血鉛管理參考值
機 構 血鉛建議參考值 規 定
美國疾管局(Centers for Disease Control and Prevention,CDC)
<10 μg/dL (小孩與孕婦) 一個社區若有超過 12%
的小孩超過標準則需做 全區域的篩檢
美國職業安全衛生署
(Occupational Safety and Health Administration,OSHA) Conference of Industrial
Hygienists,ACGIH)
<30 μg/dL
巴西 <60 μg/dL
台灣勞委會勞工安全衛生研究所 男性:≦40 μg/dL 女性:≦30 μg/dL 臨床醫院(台北榮民總醫院、中國
醫藥大學附設醫院、台中榮民總 醫院)
<10 μg/dL (北榮、中國)
<20 μg/dL (中榮)
北榮參考值:使用大約 3~4 年
[註] 資料來源:ATSDR 2006、Paoliello and De Capitani 2007、林意凡、王榮德, 2002、台灣行政院勞委會勞工安全衛生研究所、台北榮民總醫院、台中 榮民總醫院及中國醫藥大學附設醫院
血鉛的參考值不容易建立且困難,參考值會因時間和區域的特異性 不同而有所差異(Gerhardsson et al., 1996),現今世界各國的血鉛值都在下 降,而針對一般族群的參考值鮮少修正,大多採用過去參考值。美國研 究指出在現行參考值下鉛濃度之鉛暴露會增加週邊動脈疾病的風險 (Navas-Acien et al., 2004);巴西研究也指出現行規定的參考值是較不適用 的管制標準(Paoliello and De Capitani, 2007),顯示參考值必須加以評估做 修正。