砷汙染 營建1A 9911019 張佳家

一.前言 　　　砷(Arsenic, As)是地球上存在的一種固有物質，和人類的生產活動沒有關係，從地球形成之日，砷就作為構成地球的元素已經存在了。實際上我們在日常生活中幾乎每天都要接觸砷，因為自然界中比如岩石中就含有砷，只是含量不同。我們的水源、空氣包括生物體內都是存在砷的。砷的存在也是不均衡的，比如岩石中砷的含量有的可能只有1毫克/公斤，但是有些岩石中能夠達到500毫克/公斤。 　

　　　正是因為這種砷的不均衡存在，在某些高砷地區就形成了砷中毒地方病。砷元素和硫化物對人的危害是比較低的，砷對於人體的危害取決於它的水溶性，水溶性高的比如傳統所說的三氧化二砷就是一個傳統毒物。 　　　砷是一種雙重性質的元素，雖然可以引起中毒，但對人體也有有益的方面，比如古代的煉丹術所煉丹丸中就含有砷。砷還可以起到美容的作用，可以保持青春。很多化妝品都含有砷，但是只要是不超過標準含量還是安全的。

二.什麼是砷 砷可區分為有機砷及無機砷，有機砷對人體毒性較小，無機砷則帶有較高的毒素。 無機砷還可分為不帶價砷.三價砷及五價砷等三種形式，其中三價砷的無毒比五價砷還高。

定義 有機砷 除了碳、一氧化碳、二氧化碳、碳酸鹽、鹽基氰化物，其他結構裡面有含碳原子的都是有機物，約有380萬種、但常用的只有8萬種而已。 三苯砷、二苯胺基氯化砷、氯化二苯砷、氰化二苯砷、氯乙烯基氯化砷、甲基二氯化砷 無機砷 除了有機物之外的都叫無機物。 二硫化二砷(雌黃)、三硫化二砷(雄黃)、氧化砷(砒霜)、三氯化砷、砷化氫、三氟化砷、三溴化砷

砷在生物中扮演的角色 非有機的砷與其化合物，在進入食物鏈後，會經由甲基化反應逐漸代謝成比較不毒的形式。舉例來說，這種黴菌在有無機砷的環境哩，會製造出數量可觀的三甲基砷。 有機化合物砷酸甜菜鹼存在於許多的海鮮中，如魚和海藻，在香菇中的濃度也不低。一般人平均的攝取量是每天10–50微克，如果常吃魚與香菇的話，吸收1000毫克的量也不會不正常。它的危險性不高，因為此化合物幾乎是沒有毒性的。

三甲基砷 砷酸甜菜鹼

一些種類的細菌藉由氧化各種的燃料以獲取能量，但也同時將砷酸鹽還原成亞砷酸鹽，反應所使用的酶被稱做砷酸還原酶。(Arr) 2008年，有些細菌被發現會在無氧的情況行光合作用，他們使用砷來當作電子供給者，產生砷酸鹽(就像一般光合作用使用水來提供電子，產生元素氧)。科學家推測，以前，此種光合作用菌產生了砷酸鹽，使得還原砷酸鹽的細菌得以存活。一種叫PHS-1的品種被分離出來，因為它與一種γ-變形菌，節外硫紅螺菌有關。它的機制尚未明朗，但一種已被編碼的砷酸還原酶可能會與它同源的酶有相反的功能。

三.什麼原因引發砷中毒 除了飲水可以引起砷中毒，還有哪些原因可以引起砷中毒？ 在地方病中還有一個我國特有的因素，也就是因為燃燒高砷煤造成空氣和食物污染，這樣也能造成地方性砷中毒。另外在日常生活中有一些對於藥物特別是所謂偏方的不恰當使用造成了地方性砷中毒，尤其是一些治療皮膚病的偏方比如銀屑病、牛皮癬。

臨床上首先應該確認砷中毒是一種可以治療的疾病，對於多數人來說都有治癒的可能，但是一定要早期診斷、早期治療。治療首先就是避免再接觸，現在臨床有非常好的藥物可以把患者體內多餘的砷去除掉。還要根據患者損傷部位不同，制定一個個性化的治療方案。

砷用途 木材處理 砷對昆蟲、細菌與蕈類有極大的毒性，使得它成為處理木材的理想物質，全世界使用的鉻酸銅砷，縮寫為CCA，又稱防腐鹽，自1950年代將之工業化生產後，是砷的消耗中，比例佔最大的。但由於砷造成的環境問題，大部分的國家已將其禁用，最先禁用的國家是歐盟與美國，在2004年實施。

在2002年，19600公噸的砷化合物中的九成都拿來處理木材，在2007年，仍有5280公噸的化合物中的一半被拿來處理木材。在歐盟，根據美國環境保護局的網站，自2003年12月31日，用CCA處理的木材不再被用來建造居住或公共用建築，而改由ACQ、硼酸鹽、銅唑類、環克座與普克利之類的替代處理方法。

雖然被停用了，使用砷處理過的木材的處理問題是大眾最關注的議題之一，大部分比較舊的而被處理過的木材是使用CCA處理的，用CCA處理的木材仍在大部份的國家被廣泛使用，並且曾在20世紀後半被大量的當作建材使用。雖然大部分的國家在一些研究顯示砷可能從木材中洩漏而進入附近的土壤中(例如從遊樂器材中)後將其禁用，這種風險也存在於燃燒用CCA除裡的木材中，直接或間接的攝取到燃燒CCA木材的灰燼造成了許多動物的死亡與一些人嚴重的中毒。

人類的致死劑量約20 克的灰燼。一些建地或拆除地裡的CCA木材可能不慎的被燃燒。廢棄的CCA木材的處理法並沒有全世界一致的標準，而有些人對現在通行的掩埋法有意見。

藥物 在18、19、20世紀，一部份的砷化合物被當作藥物使用，包括阿斯凡納明(被保羅·埃爾利希使用)與三氧化二砷(被湯瑪士·弗勒所使用)。 阿斯凡納明與新砷凡納明曾是梅毒與錐蟲病的藥方，但後來被抗生素所取代。 三氧化二砷500年被應用於各種領域，但最主要是用於治療癌症。

在2000年，美國食品藥品監督管理局同意把此種化合物開給得急性早幼粒細胞白血病並對維A酸有抗藥性的病人。 它也被弗勒用來治療牛皮癬。] 最近有針對砷-74(一個正子發射者)的研究，使用這種同位素的好處是，在正電子發射計算機斷層掃描時它的訊號比原先使用的碘-124清楚，因為碘傾向於往甲狀腺聚集，導致不少的雜訊。

阿斯凡納明(胂凡鈉明

顏料 醋酸亞砷酸銅曾被用來當作綠色顏料，並有許多不同的俗名。包括'巴黎綠'與'寶石綠'，它導致了不少的砷中毒。舍勒綠一種亞砷酸銅，曾在十九世紀用來當作在甜品內的食用色素。

軍事 一次世界大戰後，美國儲存了20,000 噸的路易氏劑，一種含砷的化學武器，是其中的糜爛劑並會刺激肺。這些存貨在1950年代後被用漂白劑無效化並被倒入墨西哥灣。 在越南戰爭期間，美軍曾使用藍色枯葉劑（二甲砷酸）作為彩虹除草劑的一種，防止北越得到珍貴的糧食作物。

其他用途 許多種農業用殺蟲劑、去籽劑與毒藥。例如砷酸氫鉛曾於20世紀當作果樹用殺蟲劑。它的使用有時候會導致使用噴霧劑的人的腦受損，近半個世紀以來，甲基砷酸鈉(MSMA)與甲基砷酸二鈉(DSMA)，比較不毒的有機砷化物取代了砷酸鹽在農業的角色。

在動物的飼料裡，特別在美國是防治疾病與刺激生長的一個方法。一個例子是在1995年至2000年，洛克沙砷曾佔了嫩雞幼年與成長飼料中的69 在動物的飼料裡，特別在美國是防治疾病與刺激生長的一個方法。一個例子是在1995年至2000年，洛克沙砷曾佔了嫩雞幼年與成長飼料中的69.8%與73.9%。 砷化鎵是一種重要的半導體材料，使用在積體電路中，使用這種材料的積體電路速度比用矽的快的多(但也比用矽的貴的多)。不像砷，它是使用直接遷移，所以可以用在雷射二極體與LED中，把電能直接轉成光能。在矽半導體中，砷也常被使用做為形成n型半導體時摻雜的元素之一。

也被用在表面鍍銅與煙火製造。 接近2%的砷被用來製造鉛合金，用於鉛彈與子彈。 少量的砷備加入黃銅，使之可以抵抗脫鋅，這種等級的黃銅被用來製造水管配線。

砷在台灣之工業用途及其污染途徑 台灣不產砷，所有的砷製品都由國外進口。主要進口的砷製品有氧化砷、砷酸及砷酸鹽等類，年進口量達29萬多公斤。 砷在台灣的主要用途為玻璃、殺菌劑及木材防腐劑等的製造。

一、玻璃製造 三氧化二砷等是光學玻璃、藝品玻璃、電視機映像管玻璃等製造的必要原料。砷在這些玻璃的製造過程中，可使玻璃原料均勻熔融，亦可防止氣泡產生或除去氣泡。砷還能增強玻璃的折射和反射輻射線效果。

製造玻璃時，加入三氧化二砷等配料時，會揚起細微的砷粉塵，可用除塵器回收再用。成品加工磨光時，含砷的玻璃粉屑，隨著沖洗水排入附近的環境中。不過，這些粉屑中的砷已被玻璃的其他原料裹住，不會溶入水中。因此，玻璃製造業不致造成砷污染。

二、殺菌劑製造 目前本省含砷殺菌劑的製造可分二類：一類是原體的製造；另一類是原體的加工。 原體的加工是依照配方，將原體加水或其他添加物。成品包裝後，經農藥銷售商直接賣給農戶使用。原體的加工過程中，除了無意間的漏失，破罐流失以及清洗桶中的殘餘含砷殺菌劑外，不會造成砷的環境污染。

原體製造是把原料（如三氧化二砷或砷酸鹽和硫酸二甲基或硫酸鐵等主料，與其他副料。）置於反應罐爐中作用，生成物就是含砷殺菌劑原體。在所有反應過程中，砷等化合物全部變成成品，不會污染環境。不過，如清洗裝藥之桶罐處理不當，可能會造成附近環境的砷污染。

農業用含砷殺菌劑 民國六十六年，本省所使用的含砷殺菌劑原體共計193,280公斤，換裝成供農業使用的含砷殺菌劑共計977,133公斤。 含砷殺菌劑在本省的使用範圍，僅限於稻（包括高粱）紋枯病及水果病害二大類，其中以稻紋枯病的使用量最多。

目前台灣使用的含砷殺菌劑有五種，包括乳劑、可濕性粉劑和粉劑三類。其中以新阿索精和滅紋的使用量最多，共佔全部使用量95％以上。農業用含砷殺菌劑經噴灑植株後，便散失於田間。最後，這些含砷殺菌劑隨著回歸水流入江、湖、河等，再匯集流入海洋。水中之砷就經由複雜的食物鏈，累積在高營養階層的生物體中。

四.砷中毒 砷進入人體有三個途徑，一個是呼吸道，一個是飲水，一個是皮膚吸收。進入人體的砷對人體有幾個方面的影響，一個就是新陳代謝出現問題。砷對於人體的血管系統，對於其完整性以及組織結構有直接的損傷。砷還可以誘導一些人體細胞增生的因數。 在砷化物中，以砷化氫及三價砷化物毒性最大。砷化氫易與血紅素結合，導致溶血性中毒。其他砷化物易與含硫系結合，使失去活性，阻礙細胞代謝作用。砷化物也會抑制某些腦細胞及心肌細胞的，使腦及心臟功能受損。

砷化物中毒嚴重者，會使神經麻痺，尤其對腳部伸肌的影響最為顯著，患者最後會喪失運動能力。砷化物中毒也會導致肝硬化及惡性瘤。

砷與它的許多化合物為超強的毒藥，砷會經由許多機制干擾ATP的合成，在三羧酸循環中，砷會阻礙丙酮酸脫氫酶，並藉由與其競爭磷酸根來分離氧化磷酸化，造成與能量相關的NAD還原、粒線體呼吸作用與ATP合成被干擾。過氧化氫的生產量也會增加，可能會導致它產生出活性強的氧化合物與有氧化力的化合物。這些新陳代謝的干擾會由細胞壞死，非細胞凋亡導致多重器官衰竭導致死亡。解剖的話會發現許多磚紅色的黏膜，產生的原因是嚴重出血。雖然砷會導致中毒，但它也可以當作保護的角色。

在歐盟，將元素砷與其化合物被歸類於"有毒的"與"對環境有危害的" 國際癌症研究機構(IARC)將砷與其化合物歸類於第一類致癌物質，而歐盟也將三氧化二砷、五氧化二砷與砷酸鹽歸類於第一類致癌物質。 砷出現在飲用水裡會導致砷中毒，其中最常見的是砷酸鹽[HAsO42− ; As(V)]與亞砷酸[H3AsO3 ; As(III)]。砷有能力自由的在+3氧化態與+5氧化態來回轉換，導致他在自然界中的來源更多。研究氧化三價砷的化學無機自營菌與異營的五價砷還原菌可以幫助了解砷的氧化還原。

飲用水中的砷 出現在地面水中的砷曾經造成孟加拉與鄰近國家的大規模砷中毒。目前全世界主要有42個發現地表水中含有砷的個案，估計有接近5700萬人飲用的地表水中所含的砷超過WHO所規定的10ppb標準。但是，根據一個台灣的研究，致癌機率要顯著的提升，砷的濃度要到達150ppb。這些出現在地表水中的砷的來源是天然的，它們是從土壤中水面下缺氧的環境中釋放出來的。

這些地表水在一些當地與西方的非官方組織與孟加拉政府在20世紀末所主持的飲用水井計畫後開始被拿來使用。這項計畫是設計來以免用來飲用的水受到細菌的汙染，但並沒有成功的檢測出在地表水中的砷。許多其他南亞、東南亞的國家與地區，如越南、柬埔寨與中國擁有產生高砷水的地理環境。泰國的那空是貪瑪叻在1987年傳出砷中毒，並且溶解有砷的昭拍耶河被懷疑含有高含量的自然溶解的砷，但由於瓶裝水的使用，並沒有造成公共衛生問題。

在美國北部，包括部分的密西根州、威斯康辛州、明尼蘇達州與達科他州的地表水中都含有高含量的砷，在威斯康辛州，皮膚癌機率的升高被認為與暴露在有砷的環境中有關，即使是在那些飲用水含砷低於10ppb標準的地區也如此。 在智利出現的流行病學證據說明了一個在長期暴露在砷中的環境與不同種類的癌症有劑量上的關係，尤其是在其他危險因子，如抽菸，也同時出現的時候。這些效果已被證明在濃度50ppb以下時仍會存在。

分析許多關於暴露在非有機砷的環境中的研究，可以發現在10ppb的環境下，膀胱癌的有微小但可量測出來的風險提升。根據劍橋大學地理學系的彼得·雷芬史考羅夫特， 全世界接近8000萬人藉由喝水吸收10到50ppb的砷，假如它們全部都剛好藉由飲水吸收10ppb的砷，前述的分析將會推測會因為單獨這個因素而多出2000例的膀胱癌病例，這很明顯的是低估了整體的影響。由於它並沒有計算皮膚癌與肺癌，還明顯的低估了暴露量，居住在砷含量高過於WHO標準的人應該好好衡量一下改善砷含量的好處與代價。

砷可以藉由與含鐵礦物的共沉作用，步驟有氧化與過濾，來從飲用水中移除。當這個方法失敗時，人們就會利用化學吸附來去除砷。許多種化學吸附的方法，在一個由國家科學基金會與美國國家環境保護局所進行的研究中被證明是有效的。一群由貝爾法斯特皇后大學的不哈斯客博士所帶領的印度與歐洲工程師在西孟加拉設立了六座砷處理場，它們使用的是適合當地的方法。這項科技並不會用到任何化合物，砷則在地下水層中轉變為不溶於水的物質，方法是把曝氣過的水重新導入地下水層中，這種方法不會產生任何的廢棄物，而且一塊美金約可處理十立方公尺的水。

在磁力梯度極低的地方，已經證明可以用磁力來分離砷。此法可以在表面附近製造出一層磁鐵礦(Fe3O4)的奈米晶體。使用這種方法可以大量減少從水中移除砷所產生的廢棄物。流行病學的研究認為長期吸收在飲用水中的砷與2型糖尿病可能有所關聯，但還沒有辦法提出有力的證據來證明其關聯性。

砷中毒可能引發的其他症狀 一、可能暴露的職業: 農藥的製造及噴灑，砷的製造及生產、電子半導體的製造等的相關行業，氫化砷(AsH3)則易發生在電腦工業及金屬工業、中藥的砒霜等。

二、急性中毒: 食入性中毒: 急性期會有噁心、嘔吐、腹痛、血便、休克、低血壓、溶血、大蒜、及金屬味、肝炎、黃疸、急性腎衰竭、昏迷、抽搐。亞急性期會有周邊神經炎、指甲上有Mee's line出現。 吸入性中毒: 咳嗽、呼吸困難、胸痛、肺水腫、急性呼吸衰竭。 氫化砷中毒: 在高濃度暴露後2-4時發作，引起大量溶血，會有腹痛、血尿及黃疸(triad)的典型症狀，急性腎衰竭並不少見。

三、慢性中毒: A.皮膚:溼疹、角質化、皮膚癌、Boween's disease。 B.神經:中樞及周邊神經病變。 C.血液:貧血、血球稀少、白血病。 D.其他:周邊血管病變、四肢壞死(烏腳病Black foot disease)及肝功能異常。肺癌、肝癌及膀胱癌的機牽大幅上升。

四、實驗室檢查: 24小時尿液的砷含量大於100ug/l(吃海產也會上升)，但是慢性中毒者血中濃度往往正常或稍微偏高。 五、診斷 A.血中濃度常不準確。在48小時內不吃富含砷的食物如海產，且尿中砷濃度大於150 ug/L或100ug/day。 B.改測尿液中的無機砷含量。其尿中三價砷(劇毒)及五價砷濃度大於50 ug/ g creatinine

六、治療 急性中毒--支持性治療及D-penicillamine, BAL,DMSA, DMPS等解毒劑。DMSA可改善慢性中毒症狀。 砷與汞類似，被吸收後容易跟硫化氫根(sulfhydryl)或雙硫根(disulfide)結合而影響細胞呼吸及酵素作用；甚至使染色體發生斷裂。因此砷也是一致癌物質，在烏腳病地區肺癌、肝癌、膀胱癌、皮膚癌的比率都較其他地區為高。砷其血中半衰期為10小時，主要排除器官為腎臟。砷可堆積在內臟中及骨頭、牙齒、頭髮中；因此很容易檢測。

關於烏腳病 烏腳病，為1950年代末期，臺灣西南沿海地區特有的末梢血管阻塞疾病，因患者雙足發黑而得名。其中又以嘉義縣布袋鎮、義竹鄉及臺南縣學甲鎮、北門鄉等四個濱海鄉鎮案例最多。 烏腳病很早就確定為井水含砷過高有關，隨著自來水普及後病患已大幅減少。但後續發現除烏腳病外，砷水亦造成皮膚癌、膀胱癌及各種癌症。

西南沿海地區的烏腳病在近年已漸控制、遺忘。但四十年後（1996年）又在宜蘭縣頭城鎮、五結鄉沿海發現地下井水含砷量過高，出現20餘例疑似烏腳病的病人。此外，由於中國大陸、菲律賓、蒙古、羅馬尼亞、智利、阿根廷、墨西哥等地工業污染河川，居民改飲含砷井水，導致其他地區產生亦產生烏腳病類似案例。 北門、學甲、布袋、義竹等鄉鎮彼此毗鄰，皆位於急水溪出海口附近，其土壤帶有甚高的鹽。

地方環境 由於近海，淺層井水質過鹹不適飲用。當地居民遂掘深井，引進一種以粗徑竹筒連接打入地下約深度100~200米 ，汲取低鹽分的深層地河水飲用。然而，此種深井水經研究發現，砷含量竟高達0.4至0.6ppm，遠超過臺灣官方訂定之國家標準0.005ppm（以下）。亦證明烏腳病與其他相關皮病變，都是慢性砷中毒引起之不同病徵。

起源 烏腳病早在日治時期1920年即有零星案例，稱為「自發性脫疽症」。惟當時患者不多、醫療設施落後，未引起注意。直至戰後1954年才由高聰明、高上榮兩位學者，以「特發性脫疽」發表於醫學雜誌。

但真正引發政府衛生部門注意的關鍵，是1956年所傳出臺南縣安定鄉「復榮村」所傳出之怪病。當時全村553人中，有490人出現皮膚色素沉著過多，及角化現象，比例達九成以上。政府最終以集體遷村至3公里外，新建「大同村」。而隨著1958年起媒體開始跟進報導，此後醫學界方投入研究，例如臺大醫院及公共衛生研究所，組團下鄉進行調查，並於臺大醫院外科病房設有六床烏腳病患者的免費病床。

症狀 烏腳病可以簡略歸類一種地區性、流行性的血管疾病。 初期由於四肢末端血液不流通，無法獲得足夠之營養及氧氣，皮膚會變成蒼白或紫紅色。患者會感到末端麻痺、發冷及發紺等症狀，若受壓迫就會產生刺痛感，有時亦會間歇性跛行等。

病情更進一步會造成靜止組織的營養缺乏，產生劇烈的疼痛。其疼痛程度可讓活人生不如死－痛到顏面變形、身體扭曲、在地上打滾。此時症狀為趾部發黑、潰爛、發炎，甚至造成壞疽再自然脫落。嚴重者發炎區域會擴散，腳組織可能悉數壞死，祇能以手術切除。此外亦有手指罹症的案例，尤以成人居多。

五.結論 由於慢性無機砷中毒已在流行病學的研究中証實，會引發人類癌症產生，因此國際癌症研究組織（The International Agency for Research on Cancer）。已把砷歸類為第一類（Group 1）致癌物質，即為確定人類致癌物。因此世界各國對於環境中無機砷含量，進行評估與管制。

人類暴露無機砷的來源，主要有兩大部分。第一部分來自於職業及工作場所的暴露。常見的中毒來自於採礦業、冶煉業工人以及農藥的使用者。已有許多流行病學調查顯示這些從業人員經過長期的無機砷暴露，造成上述的一些健康效應而必須加以改善與保護。而一般大眾對於無機砷暴露則主要來自於環境暴露，而且是以飲水為主要暴露來源。

台灣西南沿海地區如嘉義縣的義竹鄉、布袋鎮、台南縣的學甲鎮、北門鄉、鹽水鎮地區，以前長期飲用高無機砷含量的地下深井水而導致當地居民出現肢體末端變黑壞死的現象，被稱為「烏腳病」。該地區也就被公共衛生稱為「烏腳病流行區」。後來經過政府大力改善該地區的飲用水來源為自來水後，此疾病在當地已幾乎無新病例再發生。但是該地區的癌症發生率，心臟血管疾病、糖尿病、腦血管疾病的盛行率均仍較台灣其他地區高，值得進一步探討其致病機轉，也是國內醫療研究單位近年的研究重點之一。

有鑑於此，世界各國針對飲水中含量均有嚴格的標準。世界衛生組織在1984年針對飲水的建議安全標準為0 有鑑於此，世界各國針對飲水中含量均有嚴格的標準。世界衛生組織在1984年針對飲水的建議安全標準為0.05毫克/公升（1毫克＝10-3）公克，在1993年下修成0.01 毫克/公升，美國環保署在2001年將水中砷法定最高濃度訂在0.01毫克/公升，更建議安全含量定為0毫克。台灣自來水中砷含量的最大限值在民國89年12月1日起下修為0.01毫克/公升而與世界先進國家同步。

由此我們可知，只要我們避免使用深井水或來源不明之水作為飲用水，而使用自來水為飲用水源，應無砷中毒之機會。然而隨著工業及電子業的發達，無機砷的使用也隨之發展，未來在職業暴露的安全性仍是環境職業衛生專家所必須注意的重要目標之一。

參考文獻 關於烏腳病http://tw.knowledge.yahoo.com/question/question?qid=1008010604557 什麼是有機砷與無機砷http://tw.knowledge.yahoo.com/question/question?qid=1405120704929 什麼是砷http://tw.knowledge.yahoo.com/question/question?qid=1405121511190 砷http://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=%E7%A0%B7&variant=zh-tw 砷中毒http://www.uho.com.tw/health.asp?aid=5813 常見重金屬中毒http://www.greencross.org.tw/toxin/heavy-metal/heavy_metal.htm