化學及人類環(huán)境——重金屬篇

1、化學與人類環(huán)境化學與人類環(huán)境v 日本水俁病事件日本水俁病事件v 常見重金屬中毒常見重金屬中毒日本水俁病事件日本水俁病事件19561956年，水俁灣附近發(fā)現(xiàn)了一種奇怪的病。這種病癥最初年，水俁灣附近發(fā)現(xiàn)了一種奇怪的病。這種病癥最初出現(xiàn)在貓身上，被稱為出現(xiàn)在貓身上，被稱為“貓舞蹈癥貓舞蹈癥”。病貓步態(tài)不穩(wěn)，抽。病貓步態(tài)不穩(wěn)，抽搐、麻痹，甚至跳海死去，被稱為搐、麻痹，甚至跳海死去，被稱為“自殺貓自殺貓”。隨后不久，。隨后不久，此地也發(fā)現(xiàn)了患這種病癥的人?；颊哂捎谀X中樞神經(jīng)和末此地也發(fā)現(xiàn)了患這種病癥的人。患者由于腦中樞神經(jīng)和末梢神經(jīng)被侵害，梢神經(jīng)被侵害，輕者口齒不清、步履蹣跚、面部癡呆、手輕者口齒不清

2、、步履蹣跚、面部癡呆、手足麻痹、感覺障礙、視覺喪失、震顫、手足變形，重者神足麻痹、感覺障礙、視覺喪失、震顫、手足變形，重者神經(jīng)失常，或酣睡，或興奮，身體彎弓高叫，直至死亡經(jīng)失常，或酣睡，或興奮，身體彎弓高叫，直至死亡。當。當時這種病由于病因不明而被叫做時這種病由于病因不明而被叫做“怪病怪病”。這種。這種“怪病怪病”就是日后轟動世界的就是日后轟動世界的“水俁病水俁病”日本水俁病事件日本水俁病事件日本水俁病事件解析日本水俁病事件解析一、一、罪魁禍首罪魁禍首 汞汞也稱水銀，它是一種劇毒的重金屬，具有較強的也稱水銀，它是一種劇毒的重金屬，具有較強的揮發(fā)揮發(fā)性性。汞對于生物的毒性不僅取決于它的濃度，而且

3、與汞的化。汞對于生物的毒性不僅取決于它的濃度，而且與汞的化學形態(tài)以及生物本身的特征有密切關系。一般認為，汞是通學形態(tài)以及生物本身的特征有密切關系。一般認為，汞是通過海洋生物體表過海洋生物體表( (皮膚皮膚和鰓和鰓) )的滲透或的滲透或攝含汞的食物攝含汞的食物進入體內(nèi)進入體內(nèi)的。的。日本水俁病事件日本水俁病事件二、二、進入途徑進入途徑 汞進入海洋的主要途徑是汞進入海洋的主要途徑是工業(yè)廢水、含汞農(nóng)藥的流失以工業(yè)廢水、含汞農(nóng)藥的流失以及含汞廢氣的沉降及含汞廢氣的沉降。此外，含汞的。此外，含汞的礦渣和礦漿礦渣和礦漿也是其來源之也是其來源之一。這種劇毒物質(zhì)只要有挖耳勺的一半大小就可以致人于死一。這種劇毒

4、物質(zhì)只要有挖耳勺的一半大小就可以致人于死命命，而當時由于氮的持續(xù)生產(chǎn)已使水俁灣的甲基汞含量達到，而當時由于氮的持續(xù)生產(chǎn)已使水俁灣的甲基汞含量達到了足以毒死日本全國人口了足以毒死日本全國人口2 2次都有余的程度。次都有余的程度。日本水俁病事件日本水俁病事件三、三、致命劑量致命劑量 科學試驗證實，人體血液中汞的科學試驗證實，人體血液中汞的安全濃度安全濃度為為1 1微克微克/10/10毫毫升升，當?shù)竭_，當?shù)竭_5-105-10微克微克/10/10毫升時，就會出現(xiàn)明顯中毒癥狀。毫升時，就會出現(xiàn)明顯中毒癥狀。水俁病水俁病是直接由汞對海洋環(huán)境污染造成的公害，迄今已在很是直接由汞對海洋環(huán)境污染造成的公害，迄今

5、已在很多地方發(fā)現(xiàn)類似的污染中毒事件，同時還發(fā)現(xiàn)其他一些多地方發(fā)現(xiàn)類似的污染中毒事件，同時還發(fā)現(xiàn)其他一些重金重金屬如鎘、鈷、銅、鋅、鉻等，以及非金屬砷屬如鎘、鈷、銅、鋅、鉻等，以及非金屬砷，它們的許多化，它們的許多化學性質(zhì)都與汞相近，這不能不引起人們的警惕，而另一種學性質(zhì)都與汞相近，這不能不引起人們的警惕，而另一種“骨痛病骨痛病”的發(fā)生，經(jīng)長期跟蹤調(diào)查研究，最終確認這是一的發(fā)生，經(jīng)長期跟蹤調(diào)查研究，最終確認這是一種種重金屬鎘重金屬鎘污染所致。污染所致。日本水俁病事件日本水俁病事件四、癥狀四、癥狀 突發(fā)性驚嚇、兩眼斜視、吞咽困難、陣發(fā)性抽搐、口腔突發(fā)性驚嚇、兩眼斜視、吞咽困難、陣發(fā)性抽搐、口腔張開

6、而不能說話，有的小孩瞇著眼睛發(fā)出狂笑，不能自已。張開而不能說話，有的小孩瞇著眼睛發(fā)出狂笑，不能自已。癥狀嚴重的，可出現(xiàn)痙攣、麻痹、意識障礙等急性發(fā)作，并癥狀嚴重的，可出現(xiàn)痙攣、麻痹、意識障礙等急性發(fā)作，并很快死亡。很快死亡。 除人體受害外，動物如貓的中毒表現(xiàn)也引人注目，主要除人體受害外，動物如貓的中毒表現(xiàn)也引人注目，主要是集體向大海狂奔，即所謂狂貓?zhí)?。是集體向大?？癖?，即所謂狂貓?zhí)！?日本水俁病事件日本水俁病事件五、癥狀五、癥狀 汞系水俁氮肥廠排出，其中氯化甲基汞最易被吸收。對水俁病死者的腦組織進行病理學汞系水俁氮肥廠排出，其中氯化甲基汞最易被吸收。對水俁病死者的腦組織進行病理學檢查，在顯

7、微鏡下發(fā)現(xiàn)其大腦、小腦的病理變化，均與檢查，在顯微鏡下發(fā)現(xiàn)其大腦、小腦的病理變化，均與氯化甲基汞氯化甲基汞中毒者的腦病理變化相中毒者的腦病理變化相同。同。 為什么甲基汞會致毒呢？因為甲基汞具有脂溶性、原形蓄積和高神經(jīng)毒為什么甲基汞會致毒呢？因為甲基汞具有脂溶性、原形蓄積和高神經(jīng)毒3 3項特性。首先項特性。首先甲基汞進入胃與胃酸作用，產(chǎn)生甲基汞進入胃與胃酸作用，產(chǎn)生氯化甲基汞氯化甲基汞，經(jīng)腸道幾乎全部吸收進入血液（無機汞只有，經(jīng)腸道幾乎全部吸收進入血液（無機汞只有5%5%被吸收）；然后在紅細胞內(nèi)與血紅蛋白中的巰基結合，隨血液輸送到各器官。人類為了被吸收）；然后在紅細胞內(nèi)與血紅蛋白中的巰基結合，隨

8、血液輸送到各器官。人類為了保護自己的大腦，為防止病毒入侵，專設了血腦屏障。但氯化甲基汞是稀客，為血腦屏障保護自己的大腦，為防止病毒入侵，專設了血腦屏障。但氯化甲基汞是稀客，為血腦屏障不識，故能順利通過，進入腦細胞，還能透過胎盤，進入胎兒腦中。腦細胞富含類脂質(zhì)，不識，故能順利通過，進入腦細胞，還能透過胎盤，進入胎兒腦中。腦細胞富含類脂質(zhì)，而脂溶性的甲基汞對類脂質(zhì)具有很高的親和力。所以很容易蓄積在腦細胞內(nèi)。而脂溶性的甲基汞對類脂質(zhì)具有很高的親和力。所以很容易蓄積在腦細胞內(nèi)。甲基汞分子甲基汞分子結結CH3-Hg-ClCH3-Hg-Cl中的中的C-HgC-Hg鍵結合得很牢固鍵結合得很牢固，不易斷開，在

9、細胞中呈原形蓄積，以整個分子損害，不易斷開，在細胞中呈原形蓄積，以整個分子損害腦細胞，這種損害的表現(xiàn)具有進行性和不可恢復性。因此，水俁病是環(huán)境污染中有毒微量腦細胞，這種損害的表現(xiàn)具有進行性和不可恢復性。因此，水俁病是環(huán)境污染中有毒微量元素造成的最嚴重的公害病之一。元素造成的最嚴重的公害病之一。日本水俁病事件日本水俁病事件六、六、遺傳性遺傳性 水俁病的遺傳性也很強，孕婦吃了被甲基汞污染的海產(chǎn)水俁病的遺傳性也很強，孕婦吃了被甲基汞污染的海產(chǎn)品后，可能引起嬰兒患品后，可能引起嬰兒患先天性水俁病先天性水俁病，就連一些健康者的后，就連一些健康者的后代也難逃惡運。環(huán)境科學家認為代也難逃惡運。環(huán)境科學家認為

10、沉積物中的重金屬沉積物中的重金屬污染是環(huán)污染是環(huán)境中的一顆境中的一顆“定時炸彈定時炸彈”，當外界條件適應時，就可能導致，當外界條件適應時，就可能導致過早爆炸。過早爆炸。常見重金屬中毒常見重金屬中毒一、重金屬中毒原理一、重金屬中毒原理 重金屬重金屬是指是指相對原子質(zhì)量大于相對原子質(zhì)量大于6565的金屬，所以從元素周的金屬，所以從元素周期表上來看銅以后的金屬都是屬于重金屬。期表上來看銅以后的金屬都是屬于重金屬。 重金屬能夠使重金屬能夠使蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的結構發(fā)生不可逆的改變，蛋白質(zhì)的結構發(fā)生不可逆的改變，蛋白質(zhì)的結構改變功能就會喪失（體內(nèi)的的結構改變功能就會喪失（體內(nèi)的酶酶就不能夠催化化學反應，就不能

11、夠催化化學反應，細胞膜表面的載體就不能運入營養(yǎng)物質(zhì)、排出代謝廢物，肌細胞膜表面的載體就不能運入營養(yǎng)物質(zhì)、排出代謝廢物，肌球蛋白和肌動蛋白就無法完成肌肉收縮球蛋白和肌動蛋白就無法完成肌肉收縮），所以體內(nèi)細），所以體內(nèi)細胞就無法獲得營養(yǎng)，排除廢物，無法產(chǎn)生能量，細胞結構崩胞就無法獲得營養(yǎng)，排除廢物，無法產(chǎn)生能量，細胞結構崩潰和功能喪失，人體也就不行了。潰和功能喪失，人體也就不行了。常見重金屬中毒常見重金屬中毒二、常見重金屬中毒二、常見重金屬中毒 一般常見的為：鉛中毒、汞中毒、砷中毒、鎘中毒、錳中毒等等。一般常見的為：鉛中毒、汞中毒、砷中毒、鎘中毒、錳中毒等等。其癥狀為：其癥狀為： 鉛鉛：是重金屬污

12、染中毒性較大的一種，一旦進入人體將很難排除。能：是重金屬污染中毒性較大的一種，一旦進入人體將很難排除。能直接傷害人的腦細胞，特別是胎兒的神經(jīng)系統(tǒng)，可造成直接傷害人的腦細胞，特別是胎兒的神經(jīng)系統(tǒng)，可造成先天智力低下先天智力低下；對；對老年人會造成癡呆老年人會造成癡呆等。等。 另外還有另外還有致癌、致突變致癌、致突變作用。作用。（1）急性中毒（成年人）輕微及中度中毒疲倦、躁動、感覺異常、肌痛、）急性中毒（成年人）輕微及中度中毒疲倦、躁動、感覺異常、肌痛、腹痛、抖動、頭痛、惡心、嘔吐、便秘、體重減少、性欲降低。嚴重中腹痛、抖動、頭痛、惡心、嘔吐、便秘、體重減少、性欲降低。嚴重中毒運動神經(jīng)病變、腦病變

13、、抽搐、昏迷、嚴重腹絞痛、急性腎衰竭。毒運動神經(jīng)病變、腦病變、抽搐、昏迷、嚴重腹絞痛、急性腎衰竭。（2）慢性中毒中樞神經(jīng)腦病變、精神智能障礙、神經(jīng)行為異常，影響孩）慢性中毒中樞神經(jīng)腦病變、精神智能障礙、神經(jīng)行為異常，影響孩童發(fā)育、發(fā)展及智商。周邊神經(jīng)運動神經(jīng)傳導速度變緩。血液貧血、童發(fā)育、發(fā)展及智商。周邊神經(jīng)運動神經(jīng)傳導速度變緩。血液貧血、溶血等。腎臟高血壓、痛風及慢性腎衰竭。其他干擾維生素溶血等。腎臟高血壓、痛風及慢性腎衰竭。其他干擾維生素D代謝、減代謝、減少精子活動性及數(shù)目、致癌性等。少精子活動性及數(shù)目、致癌性等。 常見重金屬中毒常見重金屬中毒汞：食入后直接沉入肝臟，對大腦、神經(jīng)、視力破壞

14、極大。汞：食入后直接沉入肝臟，對大腦、神經(jīng)、視力破壞極大。天然水每升水中含天然水每升水中含0.010.01毫克，就會導致人中毒。毫克，就會導致人中毒。砷：是砒霜的組分之一，有劇毒，會致人迅速死亡。長期接砷：是砒霜的組分之一，有劇毒，會致人迅速死亡。長期接觸少量，會導致慢性中毒。另外還有致癌性。觸少量，會導致慢性中毒。另外還有致癌性。鎘：導致高血壓，引起心腦血管疾病；破壞骨骼和肝腎并能鎘：導致高血壓，引起心腦血管疾??；破壞骨骼和肝腎并能引起腎功能衰竭。引起腎功能衰竭。錳：超量時會使人甲狀腺機能亢進。也能傷害重要器官錳：超量時會使人甲狀腺機能亢進。也能傷害重要器官常見重金屬中毒常見重金屬中毒鈷：能

15、對皮膚有放射性損傷。鈷：能對皮膚有放射性損傷。釩：傷人的心、肺，導致釩：傷人的心、肺，導致膽固醇代謝異常。膽固醇代謝異常。銻：與砷能使銀手飾變成磚紅色，對皮膚有放射性損傷。銻：與砷能使銀手飾變成磚紅色，對皮膚有放射性損傷。還能傷害骨骼、肝臟、腎臟。許多東西為了防火，全部噴上還能傷害骨骼、肝臟、腎臟。許多東西為了防火，全部噴上三氧化銻，如沙發(fā)、窗簾、地毯都經(jīng)過這種處理。三氧化銻，如沙發(fā)、窗簾、地毯都經(jīng)過這種處理。鉈：會使人多發(fā)性神經(jīng)炎。鉈：會使人多發(fā)性神經(jīng)炎。安慶女幼師安慶女幼師“鉈鉈”投毒案投毒案 該案是全國第三例鉈投毒案。該案是全國第三例鉈投毒案。清華女生清華女生“鉈鉈”中毒案中毒案 朱令鉈

16、中毒事件是指中國北京清華大學朱令鉈中毒事件是指中國北京清華大學19921992級化學系女生朱令在級化學系女生朱令在19941994年年1111月月底出現(xiàn)鉈中毒癥狀，導致她全身癱瘓、底出現(xiàn)鉈中毒癥狀，導致她全身癱瘓、100%100%傷殘、大腦遲鈍，由于本案歷時十多傷殘、大腦遲鈍，由于本案歷時十多年一直未能偵破，此案引發(fā)媒體與網(wǎng)絡的報道和外界的關注與討論。年一直未能偵破，此案引發(fā)媒體與網(wǎng)絡的報道和外界的關注與討論。北京大學北京大學“鉈鉈”投毒案投毒案 19971997年年5 5月，北京大學發(fā)生全國第二起月，北京大學發(fā)生全國第二起“鉈鉈”投毒案件。投毒案件。中國礦業(yè)大學中國礦業(yè)大學( (徐州徐州)“)“鉈鉈”中毒事件中毒事件 20072007年年5 5月月2222日，中國礦業(yè)大學常某以非法手段從外地獲取了日，中國礦業(yè)大學常某