了解银白色硬金属（Ni）：性质、用途及对人体的影响

了解银白色硬金属（Ni）：性质、用途及对人体的影响

镍（Ni）是一种银白色硬质金属。熔点为1,455°C。沸点为2,900°C。镍是高温合金和不锈钢合金的重要组成部分。镍不溶于水，溶于硝酸，微溶于盐酸和硫酸。在镍的无机化合物中，氧化物和氢氧化物不溶或微溶于水，而其盐类易溶于水。镍还可以形成液态羰基镍。

镍是人体必需的微量元素。人体中含有约 10 毫克的镍。普通成年人每天通过食物、水和空气摄入 0.3 至 0.5 毫克的镍。与镍接触的工作包括采矿、冶炼、合金、不锈钢、磁铁、电镀、化学品、石油精炼、染料、硬币铸造和原子能工业。

金属镍及其可溶性盐的毒性与中毒途径、溶解度有关。一般经口毒性较低，镍盐大鼠经口LD50为/kg。猫、狗长期饲喂醋酸镍或氯化镍（6～12mg/kg/天，100～200天），未见明显损害。将金属镍粉拌入食物中喂给狗、猫，剂量为1000～/kg/天，200天后尚可耐受；但兔子饮用含硫化镍的水，0.54mg/kg/天，160天后即出现明显的心肌、肝脏实质性损害。大剂量镍盐经口给药，可引起呕吐、腹泻等急性胃肠道刺激症状。 直接进入血液的镍盐毒性较大，静脉注射氧化镍的致死剂量为：猫，10mg/kg；狗，7mg/kg。

镍粉及镍化合物可经呼吸道吸收，但吸收很慢。金属镍粉不易从消化道吸收，经皮肤也不易吸收。动物经口、皮下、静脉注射时，以肾、脾、肝中存留的镍量最多，并广泛分布于体内各组织中；但中毒72小时后，肺占进入量的38%，脑占16.7%，均多于其他组织中存留的量。镍主要从粪便中排出，口服中毒后可达90%。但家兔静脉注射后，85%随尿液排出，且在前4小时排出量最高。

皮下或静脉注射镍盐可引起胃肠炎，这可能是由于镍从小肠排出时产生刺激引起的。给狗单次静脉注射10-20mg/kg的镍盐后，可能出现神经和内脏损害，包括心肌、脑、肺、肝、肾的水肿、出血和变性。

动物实验表明，吸入金属镍粉及不溶性镍化合物，可引起肺、腹、纵隔等良性或恶性肿瘤。吸入镍粉后，肺内可发生镍尘沉积、纤维化，间质内巨噬细胞常可吞噬镍尘（四唑蓝试验阳性）。其他实质器官亦可受损害，如心力衰竭、房室传导阻滞等。肝脏、肾脏及局部淋巴结内有镍沉积。此外，还可见到皮肤毛细血管通透性增加、红细胞增多、中性粒细胞减少、嗜酸性粒细胞增多、血糖升高、尿中固醇代谢产物排出减少等。

金属镍和镍盐还可作用于皮肤，引起接触性皮炎或过敏性湿疹，产生镍痒症。

流行病学调查显示，镍精炼工人呼吸道癌症（肺癌、鼻窦癌、鼻咽癌等）发病率增高，但尚不确定哪种镍化合物是致癌原因。动物实验表明，镍粉、硫化镍、氧化镍、碳酸镍均可致癌。

镍的毒性机制尚不明确，已发现镍及其化合物具有广泛的酶抑制作用。如直接抑制组织中的，引起血管内皮细胞减少，使血管和血脑屏障的通透性增加，引起肺、脑等脏器的渗出、水肿和出血；消化酶也减少；抑制琥珀酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、细胞色素氧化酶等，干扰组织代谢，引起肝、肾、睾丸、肾上腺等组织变性，降低肺的防御功能。

镍对心血管功能的影响可能是由于电解质紊乱，使血液中钠、氯离子增多，钾、钙、镁离子减少，由于血液和脏器中钙分布的改变，引起心肌传导功能的改变，甚至动物肢体肌肉的麻痹。镍对内分泌有影响，表现为对胰岛素有拮抗作用，使血糖升高、血脂升高；干扰垂体功能，使促肾上腺皮质激素分泌增加，催乳素分泌减少；肾上腺皮质功能减退，甲状腺结合碘的能力降低。此外，镍刺激骨髓红细胞增生，对粒细胞有毒性作用。

镍能引起接触性皮炎，可能是因为它是一种半抗原，当它穿透皮肤后与角蛋白结合，形成抗原抗体复合物，间接促使肥大细胞脱颗粒，引起过敏性水肿。镍的致敏机制似乎是一种迟发型超敏反应。

羰基镍[Ni(CO)4]为无色透明液体。沸点43℃，蒸汽压32/mmHg（20℃）。不溶于水，溶于乙醇、苯、氯仿等多数有机溶剂。150-180℃时分解为一氧化碳和细镍。在空气中能燃烧，60℃以上分解，常伴有爆炸。用于镍精炼、有机合成、橡胶、石油工业、自动控制及电子工业等。

羰基镍是剧毒物质，即使微量也会导致动物死亡。吸入30分钟的LC50，大鼠为0.4mg/l，兔为0.3-1.2mg/l。大鼠静脉注射LD50为22±1.1mg/kg，皮下注射为21±4.2mg/kg，腹腔注射为13±1.4mg/kg。估计对人的30分钟致死浓度约为/m3。

羰基镍以蒸气形式迅速从呼吸道吸收，少量也可经皮肤吸收，进入体内后约1/3在6小时内经呼出气排出，其余以分子形式穿过肺泡，对肺泡和组织造成损害。吸收入血后，主要分布于各脏器，并逐渐分解为镍离子（Ni0→Ni2+）和CO。CO随呼出气排出，而Ni2+在细胞内可与核酸、蛋白质结合，逐渐转入血浆，再与白蛋白结合随尿液排出体外。

羰基镍在体内代谢和排泄很快，吸入羰基镍24小时后，体内仅能存留吸收量的17%左右，6天内全部排出，在体内无明显蓄积。

急性中毒时，可刺激呼吸道。还有全身中毒作用，引起肺、肝、脑等损害。肺部病变表现为肺水肿、灶性出血。肝脏病变表现为肝小叶中央区充血坏死。大脑皮质，尤其是白质内有血管扩张、出血。此外，还可见肾上腺髓质出血、肾小管上皮细胞结构破坏、胰腺细胞及胰岛细胞变性、炎性细胞浸润等。

羰基镍中毒动物的生化变化为血清钠、氯下降，钾上升，尿中儿茶酚胺开始上升，后下降，并出现急性肾上腺功能不全，血胆固醇可能上升，血清白蛋白、α1、α2、β球蛋白均可能上升。

长期吸入羰基镍的动物会生长得更慢，死亡率增加，并且肺、心脏和肾上腺会肿大。

动物实验表明，吸入羰基镍可引起大鼠肺部肿瘤，但发生率不高，对人是否致癌还不确定。

急性羰基镍中毒的机制尚未完全阐明，有三种假说：①羰基镍中一氧化碳的毒性作用。②游离镍的毒性作用。③整个羰基镍分子的毒性作用。第三种观点似乎理由更充分，因为当动物食入致死剂量的羰基镍时，血液中的碳氧血红蛋白仅达5%，并不危害健康。当动物碳氧血红蛋白达32%时，再次遇到羰基镍，碳氧血红蛋白水平竟下降。羰基铁[Fe(CO)5]含羰基较多，但毒性远小于羰基镍；致死病例血液中往往检测不到碳氧血红蛋白。临床上强烈的肺部刺激症状，不能用单纯的一氧化碳或镍中毒来解释。

羰基镍引起肺水肿的机制可能是羰基镍损伤了肺毛细血管内皮细胞，由于细胞内含巯基的酶受到抑制，导致毛细血管通透性增加，引起间质水肿，最后渗出液进入肺泡腔产生肺水肿。

二乙基二硫氨基甲酸钠对急性羰基镍中毒有显著的治疗效果，它能与组织中的镍结合形成无毒的络合物，经尿液排出，早期使用可防止肺水肿的发生。