血液剂(血剂)定义与危害:氰化物与砷类毒性、症状与防护
血液制剂是有毒的化学物质。它们使一个人的血液无法容纳氧气并将其带到身体的其他部分。身体的每个部分都需要氧气来生存。血液制剂可导致危及生命的症状,如癫痫发作或昏迷,这是因为大脑没有得到足够的氧气。在足够大的剂量下,血液制剂可以使人窒息。
当它们被故意用来杀死许多人时,血剂就是大规模毁灭性武器(WMD)。
最常见的血剂类型是包括氰化物的化合物。然而,其他血剂是以砷为基础。
什么是血液制剂(血剂)——扩展说明
血液制剂(blood agents)是指一类能妨碍血液或细胞利用氧气的有毒化学物质。暴露后,尽管血液中的氧分压可能正常,但组织细胞无法进行氧化代谢,导致组织性缺氧(细胞缺氧)和快速发生的器官功能衰竭。
常见类型与作用机制
- 氰化物类:常见的包括氢氰酸(HCN)和氰化物盐以及氰化物衍生物。其毒性机制是抑制线粒体电子传递链中的细胞色素氧化酶(细胞色素c氧化酶),阻断细胞利用氧气,从而迅速引发广泛的细胞能量代谢衰竭。
- 砷基血剂(如砷化氢/arsine, AsH3):arsine 主要通过使红细胞发生溶血,破坏红细胞携氧功能并造成溶血后并发症(溶血性贫血、血红蛋白尿、急性肾损伤)。这类毒性与典型氰化物的细胞呼吸阻断机制不同,但同样能严重影响机体供氧。
暴露途径与常见来源
- 吸入:这是最常见且危险的途径。氰化物气体(如HCN)可在火灾、熔化含氮塑料、某些工业过程或有机合成事故中产生。arsine 常在冶金、半导体制造、电镀或金属回收过程中出现。
- 摄入:吞服含氰化物的盐或污染物可导致全身中毒(较少见于气态暴露场景)。
- 皮肤接触:某些氰化物盐或液体可通过皮肤吸收,尤其在破损皮肤上风险更高。
- 职业与环境风险:冶炼、电镀、金属精炼、灭鼠或某些化工厂、 fumigation(熏蒸)等。
临床表现与诊断要点
- 氰化物中毒常见急性症状:头痛、眩晕、意识模糊、呼吸急促、心跳加速或减慢、低血压、呕吐、癫痫发作、昏迷;皮肤、嘴唇或静脉血可呈异常深红或樱桃红(因组织无法利用氧气导致氧合血氧未被消耗)。有时可闻到类似苦杏仁的气味,但并非所有人都能闻到(存在遗传差异)。
- arsine(砷化氢)暴露后的表现:早期可有头痛、乏力、胸闷、恶心;随后数小时至数天内出现溶血、黄疸、血红蛋白尿、急性肾损伤和贫血。
- 诊断提示:依靠暴露史、快速出现的神经和心肺症状、实验室检查(动脉血气、乳酸升高提示组织代谢性缺氧;血红蛋白/网织红细胞下降、血尿提示溶血)。特殊检测(血氰浓度、尿砷)可确诊,但往往不能用于即时决策。
急救与治疗
- 立即离开污染区并脱离接触:将患者转移到新鲜空气处,注意救援者自身防护(使用呼吸防护或自给式呼吸器)。
- 生命支持:保持气道通畅、给高流量氧气、必要时进行心肺复苏(CPR)。
- 特异性解毒剂(氰化物中毒):目前常用并优先的解毒剂为羟钴胺(hydroxocobalamin),能结合氰根生成无毒的氰钴胺(维生素B12),安全性较好;传统方案包括硝酸盐类(诱导高铁血红蛋白)联合硫代硫酸钠,但硝酸盐可能对低血压患者有风险,使用时需在专业指导下进行。应尽快在医疗机构给药。
- arsine 暴露处理:无特异性解毒剂,主要为支持治疗:补液、维持血流动力学、输血(严重溶血)、必要时进行肾替代治疗(透析)以处理急性肾功能衰竭。
- 皮肤/衣物污染处理:脱去污染衣物,充分用肥皂和清水冲洗皮肤,尽快就医。避免将污染衣物接触他人。
防护与事故应对
- 个人防护:在已知或疑似有氰化物或arsine风险的环境中,使用适当的呼吸防护(如自给式呼吸器 SCBA),佩戴耐化学品防护服和手套,进行培训和演练。
- 工程控制:良好通风、泄漏检测报警系统、密闭处理流程、废气处理装置和应急切断阀。
- 监测与检测:现场气体检测器、个人报警器、职业健康监测(定期检查血液学和肾功能)可降低职业暴露风险。
- 事故响应:制定应急预案、建立现场隔离区、迅速疏散并启动医学救援,事故现场应由受过训练的化学品处置队伍进行处理和清理。
长期影响与预防要点
- 幸存者可能出现神经系统或心肺功能的延迟并发症;arsine 导致的溶血和肾损伤可能导致长期肾功能下降。
- 预防为主:严格遵守安全操作规程、使用替代物质(如可能)、加强职业卫生管理和应急培训。
- 一旦疑似大面积暴露,迅速联系当地中毒控制中心、急救和公共卫生部门以获得指导和资源。
总结:血液制剂(血剂)能快速破坏机体利用氧气的能力,产生迅速且危及生命的表现。氰化物类和以砷为基础的血剂是最常见的两类,二者机制和处理方法不同,但共同点是需要快速识别、立即脱离暴露并尽早给予针对性救治与支持。预防、监测与快速应急响应是减少伤亡的关键。
它们是如何工作的
通常情况下,血液将我们所呼吸的空气中的氧气带到整个身体。身体里的细胞需要氧气来生存,它们也需要排出二氧化碳。(二氧化碳是细胞制造能量时留下的;过多的二氧化碳是有毒的)。通常情况下,细胞从血液中吸收氧气,并将二氧化碳送出到血液中。这就是所谓的气体交换。
血液制剂阻止气体交换。它们使氧气无法进入身体的细胞。没有氧气,细胞就会死亡。如果一个人得到足够高剂量的血液制剂,他们将窒息,因为他们吸入的氧气无法进入身体的细胞。


二战期间美国军队关于光气的海报
曝光
"暴露 "是指一种化学品接触或进入一个人的身体。这个人已经 "暴露 "于该化学品。大多数接触到血液制剂的人都是吸入或吞下化学品。这可能是意外发生或故意的。
例如,在香烟烟雾和许多建筑火灾的烟雾中都有氰化物。此外,氰化物化合物和砷化氢也被用于杀虫剂中。大多数接触砷化氢的情况都是在这些化学品周围工作的人意外发生的。
通常情况下,当血剂被用作大规模杀伤性武器时,它们被喷到空气中,因此人们会吸入它们。
体征和症状
当一个人接触到血液制剂时,其症状将取决于几个方面。
- 该人吸入或吞下了多少血液制剂(这被称为浓度)。
- 该人接触血液制剂的时间有多长(持续时间)
如果一个人接触到少量的血液制剂,他们的症状可能不会威胁到生命。例如,他们可能会感到困惑,感到非常疲惫,或有头痛、恶心和呕吐。
然而,如果一个人接触到高剂量的血液制剂,他们会出现更严重的症状,包括。
- 癫痫发作(由于大脑没有得到足够的氧气而导致)。
- 瘫痪
- 心律失常(由于心脏得不到足够的氧气而引起的)
- 昏迷(因为大脑没有得到足够的氧气来保持人的意识)。
- 呼吸衰竭
血剂的作用非常迅速。如果一个人得到足够高的剂量,他们在接触后几秒钟就会开始出现这些症状。他们可以在几分钟内--甚至几秒钟内--死于呼吸衰竭。


第一次世界大战期间,在德国毒气袭击后死亡的英国士兵,可能是用光气。
治疗方法
氰化物中毒有几种不同的解毒剂。在美国最常使用的氰化物解毒药包包括三种药物:亚硝酸戊酯和亚硝酸钠,它们附着在氰化物上并将其变为一种危险性较低的化学物质,以及硫代硫酸钠,它将氰化物变成一种无害的化学物质,人可以排尿出来。
一种由细菌制造的维生素B12 ,称为羟钴胺,也是氰化物的解毒剂。它能将氰化物变成普通的维生素B12 。
砷化氢或光气没有解毒剂。医疗专家只能提供 "支持性护理",这意味着他们只能治疗砷化氢中毒的症状。例如,他们可以通过面罩提供氧气;为心律失常提供药物;以及为肾衰竭进行透析。
在战争和执行中使用
第一个被用作大规模毁灭性武器的血剂是光气。1915年,光气首次被德国军队用来攻击英国军队。此后,光气在第一次世界大战期间被频繁使用。战争双方的国家--包括德国、法国、英国和美国--都使用光气来攻击敌方士兵。他们经常将其与氯气混合,目的是杀死更多的人。战争期间,毒气造成的10万人死亡中,约有85%是由光气造成的(总共约有8.5万人死亡)。
1919年,英国皇家空军在俄罗斯内战期间向布尔什维克士兵投放了砷气。
在第二次中日战争(1937-1945年)期间,日本皇军也经常对中国使用光气。
在大屠杀期间,纳粹使用一种叫做齐克隆B的氰化氢,在其死亡营和集中营的毒气室中杀人。
在神经毒气被发现后,血剂的使用就不多了。然而,在1980年代,伊拉克在两伊战争中对伊朗使用了氯化氰。
从1924年开始,美国在毒气室中使用氰化氢来处决被判处死刑的囚犯。现在,大多数州都使用其他方式来处决人。然而,在六个州,用氰化氢处决仍然是合法的。


在奥斯威辛集中营发现的空锡克龙B罐子
问题和答案
问:什么是血剂?答:血液制剂是一种有毒的化学物质,它使人的血液无法容纳氧气并将其带到身体的其他部位。
问:当某人接触到血液制剂时会发生什么?
答:当某人接触到血液制剂时,他们会出现危及生命的症状,如癫痫发作或昏迷,这是因为大脑没有得到足够的氧气。在足够大的剂量下,接触血剂会使人窒息。
问:血剂如何被用作大规模毁灭性武器(WMD)?
答:当血剂被故意用来一次杀死许多人时,就被用作大规模毁灭性武器。
问:最常见的血剂类型是什么?
答:最常见的血剂类型是包括氰化物在内的化学化合物,以及基于砷的其他化合物。
问:为什么人们在接触血液制剂后会出现抽搐或昏迷?
答:人们在接触血液制剂后会出现癫痫发作或昏迷,因为他们的大脑由于血液中的毒物影响而得不到足够的氧气。
问:暴露在高浓度的血液制剂中,如何导致死亡?
答:接触高浓度的血液制剂会导致窒息死亡,因为它阻止氧气到达身体的各个部位。