29 例磷化氢中毒者体内总磷化氢分布以及磷化氢中毒特征分析

严慧，杜猛，乔正，向平，沈保华，沈敏，刘伟

1.司法鉴定科学研究院 上海市法医学重点实验室 司法部司法鉴定重点实验室 上海市司法鉴定专业技术服务平台，上海 200063；2.上海市公安局嘉定区分局刑事科学技术研究所，上海201800

磷化铝（aluminium phosphide）是一种常用于粮食仓储的广谱性熏蒸杀虫剂，片剂为带有白色斑点的灰黑色固体，粉剂外观呈灰绿色。磷化铝在干燥条件下对人畜较安全，但在吸收空气中的水分或与胃酸接触后，会反应产生剧毒磷化氢气体，引起头晕、头痛、恶心、乏力、食欲减退、胸闷及上腹部疼痛等。严重者有脑水肿，肺水肿，肝、肾及心肌损害，心律失常等，死亡案例也时有报道[1]。由于磷化氢中毒尚没有特效解毒剂，临床上主要是根据中毒者的症状给予相应的支持及对症治疗，因此，对中毒者来说，能够尽早确诊并得到及时治疗就显得尤为重要[2]。

体内磷化氢检测难度较大，因为吸收的磷化氢很快代谢为次磷酸盐和亚磷酸盐，通过尿液排泄[3]，因此，生物检材中磷化氢代谢物的检测可以为磷化氢中毒提供直接证据。目前生物检材中磷化氢及其代谢物的检验主要采用顶空气相色谱/火焰离子化检测器（headspace gas chromatography/flame ionization detector，HSGC/FID）[4]、顶空气相色谱/氮磷检测器（headspace gas chromatography/nitrogen phosphorus detector，HSGC/NPD）[5]，由于气相色谱法仅有保留时间对化合物定性，可靠性较差，YAN 等[6]建立了气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）法检测生物检材中磷化氢及其代谢物。本研究采用所建的HSGC-MS 方法对16 起磷化氢中毒案中29 例中毒者体内和体外检材进行分析，积累磷化氢代谢物在体内的分布数据，并对磷化氢中毒环境、中毒者年龄易感性、摄药途径以及案件特点进行分析。

1 对象与方法

1.1 主要仪器和试剂

7890A-5977A气相色谱-质谱联用仪、GS-GASPRO石英毛细管柱（30 m×0.32 mm；美国Agilent 公司），Milli-Q Advantage A10 超纯水处理系统（美国Millipore 公司），次磷酸钠-水化合物、锌粉（上海安谱实验科技股份有限公司），硫酸（分析纯，国药集团化学试剂有限公司）。

1.2 对照品溶液配制

精密称取次磷酸钠-水化合物31 mg，置于10 mL容量瓶中，加入适量水溶解并定容至刻度，配制成相当于磷化氢1.0mg/mL的对照品储备溶液。实验中所用其他浓度的标准溶液均由上述储备溶液用水稀释而得。

1.3 分析方法

采用已有方法[6]进行分析，血液中总磷化氢的检出限为0.1 μg/mL。将40 mg 锌粉均匀铺放在10 mL 顶空进样瓶底部，依次加入生物体液1 mL（或其他生物检材1 g）、水2 mL、20%硫酸溶液0.5 mL 后，立即密封。室温下放置30 min 后，40 ℃水浴中加热60 min，然后吸取0.5 mL 液上气体，进行GC-MS 分析。

GS-GASPRO石英毛细管柱柱温：初温30℃（2min），以20 ℃/min 程序升温至110 ℃，保持0.5 min。载气为氦气，纯度≥99.999%，流速3.5 mL/min。离子源温度230 ℃，四极杆温度150 ℃，进样口温度180 ℃，传输线温度230 ℃。选择离子监测（selected ion monitoring，SIM）扫描，定性离子m/z31、33、34，定量离子m/z34。

1.4 案例

收集司法鉴定科学研究院2018—2020 年的16 起磷化氢中毒案例，共29 例中毒者，分析案情并对生物检材中磷化氢代谢物（次磷酸盐和亚磷酸盐）进行检测，其中3 起典型案例的案情如下。

案例1：某日20：00 许，1 名26 岁女性与其5 岁儿子出现上吐下泻症状，女儿（6 月龄，仍在母乳喂养阶段）也出现不适症状，20：40 左右起3 人在房间睡觉。次日03：00，2 例儿童发热、呕吐，母亲恶心、呕吐。09：00，3 人自行服用中成药（具体不详）；12：00 许2 名儿童口唇发绀；14：00 救护车到达确认女童已无生命体征；21：00 左右，男童经抢救无效死亡。对该女性的血液以及2 例死者的血液、肝组织、胃内容物进行检测。2 例死者的血液和肝组织中均检出磷化氢代谢物成分，胃内容物中均未检出磷化物成分，该女性血液中未检出磷化氢及代谢物成分。经调查发现，发病当天早晨，该女性及家人给新收小麦拌了粮虫净（马拉硫磷）和磷化铝片剂8 包，并将拌好的粮食装袋后堆放在卧室，房间潮湿，门窗紧闭，空气不易流通，并且当日白天及夜晚都下过大雨，提取房间内麦粒进行毒物分析，采用HSGC-MS 法检出磷化氢成分。

案例2：一家三口（父亲，36 岁；母亲，24 岁；儿子，5 月龄）租住在二楼，某日晚上，3 人均突然出现呕吐、头晕症状，至医院治疗，留院观察于第2 天中午情况好转后出院回家。第3天06：00，该婴儿再次出现呕吐、精神不佳等症状，送往医院救治，至第4 天11：00 许，经抢救无效死亡。将3 人的血液送检后，从婴儿的血液中检出磷化氢代谢物成分，父母的血液中均未检出磷化氢及代谢物成分。公安机关开展调查后发现，房东于4 日前在一楼堆放稻谷的粮仓投放了10 g 左右磷化铝，提取装过磷化铝药片的塑料空瓶，从其中残余物中检出磷化物成分。此外还发现，由于二楼楼板是预制板，经久未修，与墙体连接处裂开，一楼的磷化铝与空气中的水分反应产生的磷化氢可能通过裂缝进入二楼。

案例3：某日07：00 许，1 名女性（42 岁）被其丈夫发现在租住房卧室内呕吐，自述服用磷化铝2片，08：50送至医院洗胃，10：35 经抢救无效死亡。在死者血液、肺组织及肝组织中均检出磷化氢及代谢物成分，现场提取的药瓶内残余物和呕吐物中均检出磷化物成分。

2 结果

本研究收集的16 起磷化氢中毒案件共29 例中毒者情况及生物检材中磷化氢分布数据见表1，其中5 例为口服磷化铝中毒，均为成年人，3 例中毒者死亡，2 例中毒者经过医院救治后痊愈，血液中磷化氢质量浓度为0.5～34.0 μg/mL；11 起案件为吸入磷化氢中毒，共有中毒者24 例，其中17 例死亡、7 例生存，血液中磷化氢质量浓度为0.6～6.2 μg/mL。

表1 磷化氢中毒案例中毒者情况及生物检材中磷化氢分析Tab.1 Information of phosphine poisoning victims and analytical results of phosphine in biological samples

3 讨论

3.1 摄毒途径和体内分布

磷化氢是杀虫剂磷化铝的有效成分，可通过吸入、口服、皮肤和黏膜接触迅速吸收[7]。磷化氢可抑制细胞色素c 氧化酶，破坏线粒体功能，使血红蛋白变性，转化为高铁血红蛋白，血液中血红蛋白含量下降，影响机体氧化磷酸化，破坏细胞膜和细胞核，造成机体多器官损害，尤其是心肺损伤严重[1]。由于缺乏特效解毒剂，无论是口服还是吸入进入人体，即便经过医院及时救治，磷化氢中毒致死率仍很高。但是案例7中老年男性服用了多片磷化铝后，在摄入磷化铝的第11 天，血液中总磷化氢质量浓度仍高达0.5 μg/mL，再经过医院救治20 d 后痊愈出院。磷化铝是服毒自杀案件中的常见物质，但在医院救治或法医尸体解剖时，医生、护士或者法医需要注意防护，因为胃内残留的磷化铝所产生的磷化氢可能会产生自燃现象，易造成二次伤害[8]。

本研究报道的磷化氢中毒案件中除5 起为自杀口服磷化铝、1 起为投毒外，其他都是熏蒸粮食、药材时意外泄露造成的磷化氢吸入中毒。磷化氢进入体内后快速代谢为次磷酸盐和亚磷酸盐从尿液中排出[2]。本研究采用HSGC-MS 法从中毒者体内检出磷化氢成分，为磷化氢中毒提供了直接证据。通过对体内总磷化氢的检测，反映出不同摄毒途径引起的总磷化氢体内分布情况不一致，口服磷化铝后人体血液中磷化氢质量浓度最高达34.0 μg/mL，而吸入磷化氢后人体血液中磷化氢质量浓度最高为6.2 μg/mL，这可能由于磷化铝口服后产生大量磷化氢，迅速吸收入血，而磷化氢吸入案例则是长时间暴露于较低浓度的磷化氢环境中引起。不可忽视的是，体内磷化氢浓度与样品采集距磷化氢暴露时间密切相关，一些磷化氢吸入案件中中毒者经过长时间的医院抢救后死亡，体内磷化氢可能已经部分排出。肝、肺组织中磷化氢浓度较高，是磷化氢检测较好的检材[6]。还有少数磷化氢暴露后生存者体内未检出磷化氢成分，可能由于生物检材的采集时间距离案发时间较长，磷化氢已经排出体外。

3.2 人群特征

许多磷化氢中毒案件中中毒者都是儿童[9]，儿童对磷化氢中毒更为敏感[10]，本研究报道的磷化氢吸入意外中毒的案例中，也发现年龄较小者中毒后果更为严重，有些案件中多名中毒者暴露在相同的磷化氢环境中，儿童已经造成死亡后果，同住的成年人仅为轻微的呕吐症状甚至无症状。中毒者都是儿童的情况下，也是年龄较小的儿童出现的后果更为严重。如果未能及时察觉毒源，中毒者很可能在相对封闭的磷化氢环境（夜间卧室）中反复暴露，有几名中毒者在案发前1 天即有腹痛、呕吐症状，误以为食物中毒，白天离开卧室外出活动后，症状有所缓解甚至消失，返回卧室再次暴露后，就可能会导致死亡。

国家粮食局（现国家粮食和物资储备局）发布的《粮库安全生产守则》中规定，使用磷化氢空仓杀虫、粮食熏蒸及散气期间，应在距离粮仓至少20 m 处设置安全警示标识和警戒线。因此，距粮仓20 m 是最起码的安全距离，更不应在住宅区进行粮食熏蒸操作。有些人对磷化铝的危害认识不够，直接在卧室熏蒸磷化铝，也有些磷化氢透过有洞、孔的墙壁、天花板泄露到隔壁房间、相邻楼层的房间，甚至有的案件中磷化氢通过空下水道管传输到了相隔较远的房屋。

3.3 结语

本研究发现，口服磷化铝致死率很高，且中毒者体内磷化氢浓度比吸入性中毒者要高，磷化铝在胃内与胃酸反应产生大量磷化氢，易自燃，可能引起医务人员或者法医的二次伤害。此外，磷化氢吸入中毒较隐蔽，易误诊为食物中毒，且呈现磷化氢暴露时间长、多次暴露、年龄易感性等特点，若不能及时脱离磷化氢环境，同样会导致死亡后果。