
镍
镍(nickel,Ni)主要用于生产不锈钢、制作合金以及用于电镀、镍一镉电池、硬币、电器产品等。
1在环境中的存在及人群暴露水平
1.1在水及其他环境中的含量水平镍在地下水中的浓度取决于土壤情况、pH值、采样深度等。据荷兰的调查,在城市地下水中质量质量浓度为7.9μg/L,在农村中为16.6μg/L。酸雨可能增加镍从土壤中的转移,当pH<6.2时,地下水中镍质量浓度可达980μg/L。
欧洲的调查表明,在丹麦和芬兰饮水中镍的质量浓度低于1μg/L。意大利多数饮水样品中镍的质量浓度低于1μg/L;在德国为6.8~10.9μg/L;在镍矿区饮水中镍质量浓度可高达200μg/L。
M'erangel等报道,加拿大供水中镍质量浓度一般低于2μg/L(检出限),最高值为69μg/L。美国的调查结果是,在2.503个饮水水样中90%的样品镍质量浓度为≤10μg/L,97%的水样中质量浓度为≤20ug/L。使用电水壶煮开的水中镍质量浓度可能明显增加。曾有报道,镍质量浓度为100~400μg/L,极值可达1 000μg/L。
镍在食品中的含量范围一般为0.01~0.1mg/kg,但是对于不同食品有很大差别。全肉中镍的中值含量为0.1~0.4mg/kg,在豆类、种子类、坚果和麦麸中含量为l~6mg/kg,在可可中可高达8~12mg/kg。
1.2人群暴露水平一般人群摄入镍的主要途径是食物,水占有较小的比重,通常从饮水中的摄入量占总摄入量的10%以下。但是,在镍的高污染区或使用某些电水壶,甚至当饮水在输水管中过长时间的停留,从饮水中摄入镍的比例都可能明显增加。
根据英国1981年总膳食调查,从食物中镍的摄入量为0.22~0.23mg/d;而从饮水中的摄入量为0.005~0.025mg/d,占经口总摄入量的2%~11%。
在加拿大所进行的一项研究表明,不同年龄组从膳食中摄入的镍为:1~4岁儿童190μg/d;20~39岁男性406μg/d;20~39岁女性275μg/d。根据美国、英国、瑞典、丹麦的报道,摄人量为82~160μg/d。
如果在饮水中镍的含量以5~10μg/L计,每日饮水量为2L,则从饮水中镍的摄入量为10~20μg/d。
2对实验动物和体外试验系统的毒性
.2.1 急性毒性 镍化合物对大鼠的急性经口半数致死量为350~500mg/kg;对小鼠为600mg/kg。
2.2亚急(慢)性毒性在6周的大鼠喂养实验中,饲料中镍的剂量为100mg/kg、500mg/kg和1 000mg/kg[相当于按体重计5mg/(kg·d)、25mg/(kg·d)和50mg/(kg·d)],未观察到有
害作用的剂量(NOAEL)为100mg/kg[饲料中的镍含量,相当于按体重计5mg/(kg·d)]。
2.3致突变性在各种短期生物试验系统中对镍的化合物进行了大量的致突变性研究,IPCS曾将其全面地列表综述。总而言之,镍化合物在细菌试验系统中,包括鼠伤寒沙门菌、枯草杆菌和埃希大肠菌等,除个别例外,几乎均呈现阴性反应;但是,在哺乳动物细胞,包括人细胞试验系统中,则几乎均为阳性反应。这一系列的试验包括检测DNA损伤、DNA结合和DNA修复试验;基因突变试验;染色体畸变和姐妹染色单体交换试验以及细胞恶性转化试验。在其他试验系统中,例如大鼠胚胎细胞和人淋巴细胞的纺锤体干扰试验,NIH3T3细胞内通讯抑制试验和人多形核白细胞自由基诱导试验中亦呈阳性反应,而在小鼠和大鼠显性致死试验中为阴性反应。
应该认为,从综合评价的角度来分析,镍化合物具有致突变性。
2.4生殖毒性、胚胎毒性和致畸性 在大鼠三代繁殖试验中,使用硫酸镍染毒剂量以饲料中镍含量计为250mg/kg、500mg/kg和l 000mg/kg[相当于按体重计为12.5mg/(kg·d)、25mg/(kg·d)和50mg/(kg·d)],发生较高的死胎率、哺乳的新生鼠体重降低,但未见镍呈现致畸作用。
在大鼠两代繁殖试验中,经饮水给予氯化镍,镍质量浓度为0、50mg/L、250mg/L和500mg/L[相当于按体重计为0、7mg/(kg·d)、31mg/(kg·d)和52mg/(kg·d)],实验组与对照组相比,出现新生鼠死亡率增加,母鼠体重、每窝活鼠数及食物和水的摄入量减少。未观察到有害作用的剂量(NOAEL)按体重计为7mg/(kg·d)。
大鼠于交配前11周以及连续2个妊娠期和哺乳期通过饮水给予氯化镍,镍质量浓度为0、10mg/L、50mg/L和250mg几[相当于按体重计为0、1.3mg/(kg·d)、6.8mg/(k·d)和31.6mg/(k·d)]。结果表明最低有害作用剂量(LOAEL)为1.3mg/(kg·d),作者认为这是比较保守的考虑。
2.5慢性毒性和致癌性Ambrose等使用大鼠进行2年硫酸镍的慢性实验18,剂量为0、100mg/kg、l 000mg/kg和2 500mg/kg[饲料中的镍含量,相当于按体重计0、5mg/(k·d)、50mg/(kg·d)和125mg/(kg·d)],结果表明,NOAEL为5mg/(kg·d)。
但是由于动物存活率低以及实验组动物食物和饮水的摄入量低,因此不能排除所观察到的脏器相对重量的变化与食物和饮水的摄入量降低有关,而不是毒性反应。在狗的二年慢性实验中,镍剂量为0、100mg/kg、1 000mg/kg和2 500mg/kg[饲料中含量,相当于按体重计0、2.5mg/(kg·d)、25mg/(kg·d)和62.5mg/(kg·d)]。
在最高剂量组出现体重和食物摄人量降低,肝和肾的相对质量增加。NOAEL为25mg/(kg·d)。
大鼠饮用含硫酸镍的饮水6个月,按体重计镍剂量约为7mg/(kg·d),出现肾相对质量增加,雌鼠尿中白蛋白排出量增加,但未见总蛋白、β-2-微球蛋白、N-乙酰Acetyl、β-D-氨基葡糖
苷酶或乳酸脱氢酶的变化。
一系列实验表明,镍化合物能引起动物在染毒的注射部位出现肿瘤。但经口染毒的致癌实验很有限。
Ambrose等进行了大鼠2年试验 ,饲料中镍剂量为0、100mg/kg、l 000mg/kg和2 500mg/kg;未见致癌反应。Schroeder等的实验表明,大鼠终生饮用含镍质量浓度为5mg/L的饮水,未引起肿瘤发生率的增加。
3对人体健康的影响
镍可以引起人的急性中毒。文献 报道有32名工人饮用了氯化镍和硫酸镍污染的水,镍质量 浓度为1.63g/L,估计出现症状的剂量按体重计为7~35mg/kg。
镍常会引起一般人群发生过敏性接触性皮炎。
有一些流行病学调查研究了镍对人的致癌性问题。总体来说,认为职业暴露于高浓度的亚硫酸镍和氧化镍能引起肺癌和鼻癌,但未见金属镍与这两种癌症的关系 。IARC 将镍化合物归入1组致癌物,即对人是致癌的,而将金属镍归人2B组,即可能对人有致癌性。但是,尚缺乏证据证明经口摄入镍有致癌危险性。
4在饮水中限值的确定
在上述数项研究中获得如下结果:大鼠2年实验,NOAEL为(按体重计镍含量,下同)5mg/(kg·d);大鼠生育毒性试验,NOAEL为1.3mg/(kg·d),LOAEL为31.6mg/(kg·d);小鼠两
代繁殖试验,NOAEL为7mg/(kg·d)。
本限值的确定是基于NOAEL为5mg/(kg·d)计算的,不确定系数为1 000;其中种间差异为10;种内差异为10;另外的数值10是考虑到下列因素:缺乏充分的长期毒性和生殖毒性的资料;
缺乏经口染毒的致癌性实验资料以及很容易经胃肠道吸收等。
TDI=5mg/(kg·d)/1 000=0.005mg/(kg·d)
以从饮水中摄入量占总摄入量的10%计,则
限值=0.005mg/(kg·d)×60kg×10%/(2L/d)=0.02mg/L(取整数)
我国卫生部2001年发布的《生活饮用水水质卫生规范》规定,镍在生活饮用水中的限值为0.02mg/L。