重金屬元素與環(huán)境保護(hù)

重金屬元素與環(huán)境保護(hù)1重金屬定義對什么是重金屬目前尚無嚴(yán)格的定義。重金屬原義是指比重大于5的金屬，包括金、銀、銅、鐵、鉛等，重金屬在人體中累積達(dá)到一定程度，會(huì)造成慢性中毒?；瘜W(xué)上跟據(jù)金屬的密度把金屬分成重金屬和輕金屬，常把密度大于4.5g/cm3的金屬稱為重金屬。如：金、銀、銅、鉛、鋅、鎳、鈷、鉻、汞、鎘等大約45種。從環(huán)境污染方面所說的重金屬是指：汞、鎘、鉛、鉻以及類金屬砷等生物毒性顯著的重金屬。對人體毒害最大的有5種：鉛、汞、鉻、砷(類金屬）、鎘。這些重金屬在水中不能被分解，人飲用后毒性放大，與水中的其他毒素結(jié)合生成毒性更大的有機(jī)物或無機(jī)物。工業(yè)上真正劃入重金屬的為10種金屬元素：銅、鉛、鋅、錫、鎳、鈷、銻、汞、鎘和鉍。這10種重金屬除了具有金屬共性及密度大于5以外，并無其他特別的共性。

2

重金屬的存在

無論是空氣、泥土，甚至食水都含有重金屬，如引起衰老的自由基、對肌膚有傷害的微粒、空氣中的塵埃、汽車排氣等，甚至自來水都對肌膚帶來重金屬，甚至有些護(hù)膚品如潤膚乳等的一些重金屬原料如鎘，也是其中之一。3重金屬的毒作用特點(diǎn)1阻斷了生物分子表現(xiàn)活性所必需的功能基2置換了生物分子中必需的金屬離子3改變生物分子構(gòu)象或高級(jí)結(jié)構(gòu)4鉛的污染

鉛：是重金屬污染中毒性較大的一種，鉛和其化合物對人體各組織均有毒性，中毒途徑可由呼吸道吸入其蒸氣或粉塵，然后呼吸道中吞噬細(xì)胞將其迅速帶至血液；或經(jīng)消化道吸收，進(jìn)入血循環(huán)而發(fā)生中毒。一但進(jìn)入人體很難排除。直接傷害人的腦細(xì)胞，特別是胎兒的神經(jīng)板，可造成先天大腦溝回淺，智力低下；對老年人造成癡呆、腦死亡等。兒童鉛中毒的發(fā)展是一個(gè)緩慢的過程，早期并無典型的臨床表現(xiàn)。通過篩查早期發(fā)現(xiàn)高鉛血癥兒童，及時(shí)服用益童成長排鉛口服液進(jìn)行營養(yǎng)素干預(yù)，以降低鉛對兒童機(jī)體的毒性作用。

5食品中鉛的限量標(biāo)準(zhǔn)——成年人為0.05mg／kg體重?！滹嬍称?、奶粉、煉乳、食鹽、味精、醋、 酒等食品中Pb≤1mg／kg——食用色素≤10mg／kg——飲用水中<0.05mg／L——肉類、魚蝦、鮮乳類≤0.5mg／kg——糧食、薯類≤0.4mg／kg——蔬菜、水果、蛋類≤0.2mg／kg

案例：

今年2月份以來，廣東韶關(guān)仁化縣董塘鎮(zhèn)陸續(xù)查出159名兒童血鉛超標(biāo)，一人輕度血鉛中毒，8家企業(yè)因此將被查處。6汞的污染——汞蒸氣被人體吸人后會(huì)引起中毒?！諝庵泄魵獾淖畲笤试S濃度0.1mg/m3?！袡C(jī)汞的毒性比無機(jī)汞大。（原因：有機(jī)汞溶于脂肪等有機(jī)物，能進(jìn)入神經(jīng)系統(tǒng)。）

——汞是許多酶的非特異性抑制劑。（升汞HgCl2致死量為0.3～0.5g，HgO為1～1.5g，甘汞Hg2Cl2為2～3g。）7鎘的污染鎘是人體非必需元素，在自然界中常以化合物狀態(tài)存在，一般含量很低，正常環(huán)境狀態(tài)下，不會(huì)影響人體健康。鎘和鋅是同族元素，在自然界中鎘常與鋅、鉛共生。當(dāng)環(huán)境受到鎘污染后，鎘可在生物體內(nèi)富集，通過食物鏈進(jìn)入人體引起慢性中毒。鎘被人體吸收后，在體內(nèi)形成鎘硫蛋白，選擇性地蓄積肝、腎中。其中，腎臟可吸收進(jìn)入體內(nèi)近1/3的鎘，是鎘中毒的“靶器官”。其它臟器如脾、胰、甲狀腺和毛發(fā)等也有一定量的蓄積。由于鎘損傷腎小管，病者出現(xiàn)糖尿、蛋白尿和氨基酸尿。特別具使骨骼的代謝受阻，造成骨質(zhì)疏松、萎縮、變形等一系列癥狀。8鎘對食品的污染一般情況下，大多數(shù)食品均含有鎘，攝入鎘污染的食品和飲水，可導(dǎo)致人發(fā)生鎘中毒。植物性食品中鎘主要來源于冶金、冶煉、陶瓷、電鍍工業(yè)及化學(xué)工業(yè)(如電池、塑料添加劑、食品防腐劑、殺蟲劑、顏料)等排出的“三廢”。動(dòng)物性食物中的鎘也主要來源于環(huán)境，正常情況下，其中鎘的含量是比較低的。但在污染環(huán)境中，鎘在動(dòng)物體內(nèi)有明顯的生物蓄積傾向。（多吃蔬菜水果，少吃肉食）<1>去年10月甘肅徽縣柳林鎮(zhèn)寶徽實(shí)業(yè)集團(tuán)鋅冶公司職工鎘超標(biāo)266人1人疑鎘中毒。<2>今年1月，龍江河段檢測出重金屬鎘含量超標(biāo)，使得沿岸及下游居民飲水安全遭到嚴(yán)重威脅。

9食品中鎘的限食量標(biāo)準(zhǔn)1988年FAO／WHO推薦鎘的每周允許攝入量為0.007mg／kg（以體重計(jì)）我國1994年頒布實(shí)施的食品中鎘允許量標(biāo)準(zhǔn)GB15201-94規(guī)定鎘的限量(以mg／kg計(jì))為：大米≤0.2雜糧≤0.05蔬菜、蛋≤0.05肉、魚≤0.1水果≤0.03飲用水中≤0.01mg／L10鉻的污染鉻是人體內(nèi)不可缺少的微量元素之一。缺少時(shí),易使人患冠狀動(dòng)脈粥樣硬化癥、糖尿病等,對人體的脂類代謝產(chǎn)至不良的影響。但過多而不當(dāng)?shù)氖褂糜謺?huì)對人類賴以生存的自然環(huán)境產(chǎn)生不良的影響,甚至使人生病致死。我國規(guī)定三價(jià)鉻在地面水中的最高容許限度為0.5mg/L漁業(yè)用水中的鉻含量不得超過l.0mg/L。民居住區(qū)的大氣中六價(jià)鉻的一次最高容許濃度為0.0015mg/m3空氣。作為農(nóng)田灌溉的水比六價(jià)鉻含量不得超過0.lmg/L。案例：2011年8月“云南省陸良化工實(shí)業(yè)有限公司劇毒工業(yè)廢料鉻渣非法傾倒致污”事件前期處置經(jīng)過及下步工作措施。通報(bào)稱，此次因鉻渣非法傾倒導(dǎo)致的污染，共造成傾倒地附近農(nóng)村77頭牲畜死亡。

11

鉻的毒性

鉻的毒性與其存在的形態(tài)有很大的關(guān)系。一般認(rèn)為六價(jià)鉻的毒性比三價(jià)鉻高約100倍。同種價(jià)態(tài)的鉻化合物,其毒性也是不一樣的。由于鉻在許多工業(yè)上的廣泛應(yīng)用,使其對環(huán)境的污染日益嚴(yán)重,從而對人們賴緊生存的自然環(huán):境及至人類本身帶來了極大的危害。其危害主要表現(xiàn)在：鉻對地面水的危害；對魚類及水生物的危害；對植物的危害；對溫血?jiǎng)游锛叭说奈：Α?/p>

12

鉻對人體的危害：鉻可以經(jīng)空氣、水和食物(主要是經(jīng)食物）進(jìn)入人體之中。胃腸道對三價(jià)鉻的吸收率很低(約0.5%),而對六價(jià)鉻的吸收率則要高些（這可能是六價(jià)鉻比三價(jià)鉻的毒性高約100倍的原因之一）。在胃內(nèi)的酸性條件下,六價(jià)鉻易還原為三價(jià)鉻。進(jìn)入人體的鉻主要積蓄在肝、腎、內(nèi)分泌系統(tǒng)和肺部。其毒理作用是影響體內(nèi)的物質(zhì)氧化,還原和水解過程,與核酸、核蛋白結(jié)合影響組織中的磷含量。有人則認(rèn)為,鉻經(jīng)吸收到血液后,遇到血中的氧而反應(yīng),使血紅蛋白變?yōu)楦哐t蛋白,致使紅細(xì)胞攜帶氧的機(jī)能發(fā)生障礙,從而使血液中氧的含量減少,發(fā)生內(nèi)窒息。

致癌作用：鉻先以六價(jià)鉻的形式滲入細(xì)胞(三價(jià)鉻難以滲入),然后在細(xì)胞內(nèi)還原為三價(jià)鉻而構(gòu)成“終致癌物”,與細(xì)胞內(nèi)的大分子物質(zhì)(如核酸片戈蛋白等)相結(jié)合,引起遺傳密碼的改變,從而引起細(xì)胞的突變和癌變。13

砷分布于自然環(huán)境，一般土壤中都存在砷砷有灰色、黃色和黑色三種同素異形體。砷的化合物有無機(jī)砷和有機(jī)砷化合物。砷化氫是一種無色、具有大蒜味的劇毒氣體。硫化砷可認(rèn)為無毒，不溶于水，難溶于酸。硫化砷可溶于堿，在氧化劑的作用下也可以變成可溶性和揮發(fā)性的有毒物質(zhì)。五、砷的污染14砷對食品的污染

含砷化合物被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)中作為除草劑、殺蟲劑、殺菌劑、殺鼠劑和各種防腐劑。因大量使用，造成了農(nóng)作物的嚴(yán)重污染，導(dǎo)致食品中砷含量增高。在動(dòng)物飼料中大量摻入含砷化合物作為促生長劑，對動(dòng)物性食品安全性造成嚴(yán)重影響。15砷的毒性與危害

砷可以通過食道、呼吸道和皮膚黏膜進(jìn)入機(jī)體。（人經(jīng)口致死量70～180毫克/公斤。正常人一般每天攝入的砷不超過0.02mg）。血液中砷95%—99%在紅細(xì)胞內(nèi)與珠蛋白結(jié)合。組織中砷主要分布于肝、腎、胃腸壁、肌肉等處，皮膚、毛發(fā)、指甲和骨骼可作為砷的牢固貯藏庫。體內(nèi)砷主要由腎臟和消化道，部分由皮膚、毛發(fā)、指甲排出。砷的毒性作用是砷離子與體內(nèi)酶蛋白分子結(jié)構(gòu)中的巰基和羥基結(jié)合、使酶失去活性。元素砷基本無毒，砷的化合物具有不同的毒性，三價(jià)砷的毒性比五價(jià)砷大。砷能引起人體急性和慢性中毒。攝入五價(jià)砷化合物時(shí)，中毒癥狀較慢，當(dāng)有還原劑如維生素C就會(huì)變成3價(jià)劇毒

161．急性毒性砷的急性中毒通常是由于誤食而引起。三氧化二砷（砒霜）口服中毒后，主要表現(xiàn)為急性胃腸炎、嘔吐、腹瀉、休克、中毒性心肌炎、肝病等。嚴(yán)重者可表現(xiàn)為興奮、煩躁、昏迷，甚至呼吸麻痹而死亡。

172．慢性毒性砷慢性中毒是由于長期少量經(jīng)口攝入受污染的食品引起的。主要表現(xiàn)為食欲下降、體重下降、胃腸障礙、末梢神經(jīng)炎、結(jié)膜炎、角膜硬化和皮膚變黑。長期受砷的毒害，皮膚出現(xiàn)白斑，后逐漸變黑，角化增厚呈橡皮狀，出現(xiàn)龜裂性潰瘍。

3．致癌性、致畸和致突變性經(jīng)世界衛(wèi)生組織1982年研究確認(rèn)，無機(jī)砷為致癌物?？烧T發(fā)多種腫瘤。18食品中砷的限量標(biāo)準(zhǔn)1988年FAO／WHO暫定砷的每日允許最大攝入量為0.05mg／kg（以體重計(jì)）對無機(jī)砷每周允許攝入量建議為0.015mg／kg（以體重計(jì)）。我國1994年規(guī)定砷的含量(mg／kg，以砷計(jì))原糧≤0.7食用植物油≤0.1醬油、醬、食醋、味精、鹽≤0.5蔬菜、水果、肉類、淡水魚、蛋類、酒類、鮮奶、鮮海魚≤0.5鮮貝類≤1.0飲用水中砷含量≤0.05mg／L。19環(huán)境保護(hù)：稀土元素代替重金屬元素1.綠色化學(xué)電源：鑭鎳合金代替鎘,鉛2.玻璃脫色劑和澄清劑：鈰代替砷3.無機(jī)顏料：稀土元素具有吸收紫外線性能和較強(qiáng)的顯色能力——代替鎘,鉛,鉻4.紡織工業(yè)：減少和代替鉻5.油漆工業(yè)（催干劑）：代替鉻

凡有重金屬離子應(yīng)用的領(lǐng)域，稀土元素都在逐步減少和取代其地位，發(fā)揮著保護(hù)環(huán)境的作