化学元素与生命健康第二讲

17世纪的英国贵族盛行饮用从葡萄牙运送 世纪的英国贵族盛行饮用从葡萄牙运送 来的葡萄酒。 来的葡萄酒。 运输存储的容器是铅桶,以增强酒的口味并 运输存储的容器是铅桶 以增强酒的口味并 防变质，结果使英国贵族大受痛风之苦。 防变质，结果使英国贵族大受痛风之苦。
一. 自然界中的铅 铅的最重要来源是矿岩, 如方铅矿(PbS), 铅的最重要来源是矿岩 如方铅矿 白铅矿(PbCO3)等。 白铅矿 等 土壤中含有少量铅,水中也有少量铅 水中也有少量铅。 土壤中含有少量铅 水中也有少量铅。 大气中铅的天然来源有火山爆发,飞扬的地 大气中铅的天然来源有火山爆发 飞扬的地 面尘粒, 森林火灾尘及海盐气溶胶等。 面尘粒 森林火灾尘及海盐气溶胶等。
中国古代有“太阳者铅，太阳者丹也 中国古代有“太阳者铅，太阳者丹也, 二物成 服之成仙” 金丹 金丹。 药，服之成仙”—金丹。 用此药治癫痫，哮喘，牛皮癣等。 用此药治癫痫，哮喘，牛皮癣等。 在古埃及，印度治眼疾。 在古埃及，印度治眼疾。 广泛用作化妆品，如眼霜。 广泛用作化妆品，如眼霜。 含铅及铅制的水管，器皿，厨具， 含铅及铅制的水管，器皿，厨具， 餐具瓷器，青铜，釉彩陶器等非常流行. 餐具瓷器，青铜，釉彩陶器等非常流行 著名的罗马水管引水系统以使用铅而闻名. 著名的罗马水管引水系统以使用铅而闻名 铅质厨具，餐具最早起源于印度, 波斯湾地区, 铅质厨具，餐具最早起源于印度 波斯湾地区 埃及, 美索不达米亚. 埃及 美索不达米亚 中国青铜器含铅可能达30%. 中国青铜器含铅可能达
五.毒性作用 毒性作用 1).血液学效应 血液学效应 慢性铅中毒最早出现的现象之一(特别是儿 慢性铅中毒最早出现的现象之一 特别是儿 是贫血。 童)是贫血。 是贫血 2).肾脏效应 肾脏效应 在急、慢性中毒中， 在急、慢性中毒中，肾的排泄机制受到影 响。 3).神经系统效应 神经系统效应 使中枢神经系统与周围神经系统受损。 使中枢神经系统与周围神经系统受损。
铅对儿童毒害的关键是大脑的损伤： 铅对儿童毒害的关键是大脑的损伤： 损害神经系统。 损害神经系统。引起儿童出现智力障 注意力分散, 反应迟钝, 学习底能, 碍, 注意力分散 反应迟钝 学习底能 精神呆滞, 以及视觉障碍颅神经瘫痪等。 精神呆滞 以及视觉障碍颅神经瘫痪等。 且这种大脑的损伤是不可逆转的。 且这种大脑的损伤是不可逆转的。 血铅每升高100mg, 孩子的智商下降 血铅每升高 5～10点, 身高停滞生长 ～ 点 身高停滞生长1.3cm。 。
四.铅的生物化学作用 铅的生物化学作用 铅的最突出的生化主要就是与蛋白质上的 巯基(-SH)有高度亲和力。通过抑制磷酸化而 有高度亲和力。 巯基 有高度亲和力 影响细胞膜的运输功能, 抑制细胞呼吸, 影响细胞膜的运输功能 抑制细胞呼吸 色素 的合成, 导致卟啉的代谢紊乱, 的合成 导致卟啉的代谢紊乱 使大脑皮质兴 奋和功能紊乱, 大脑皮质和内脏的调节发生障 奋和功能紊乱 引起神经系统病变。 碍, 引起神经系统病变。 铅主要是累及神经，血液 造血, 消化, 铅主要是累及神经，血液, 造血 消化 心 血管和泌尿系统。 血管和泌尿系统。 脑是铅反应最敏感的器官, 也是受损的主要 脑是铅反应最敏感的器官 器官之一。 器官之一。
2.贫血 高血压 肾病 贫血, 高血压, 贫血 由于铅使血红蛋白合成减少, 易引起贫血。 由于铅使血红蛋白合成减少 易引起贫血。 儿童比成人更敏感, 可出现面色苍白, 心悸, 儿童比成人更敏感 可出现面色苍白 心悸 气短,乏力等。 气短 乏力等。 乏力等 3.脑及周围神经病 3.脑及周围神经病 铅性脑病是中毒最严重表现。 铅性脑病是中毒最严重表现。 表现为惊厥, 狂躁, 头痛, 记忆力丧失, 幻觉, 表现为惊厥 狂躁 头痛 记忆力丧失 幻觉 麻痹, 昏迷甚至死亡。 麻痹 昏迷甚至死亡。
二.人为活动引起铅污染 人为活动引起铅污染 Pb开采、冶炼、精炼过程排 开采、冶炼、 开采 而污染周围的土壤、 出Pb而污染周围的土壤、大气 而污染周围的土壤 和水。排出的金属颗大小为 和水。排出的金属颗大小为0.001～100µm, ～ 烟气颗粒0.01～2µm。 ～ 烟气颗粒 。 冶炼厂附近土壤中Pb含量可达千分之一。 冶炼厂附近土壤中 含量可达千分之一。 含量可达千分之一 其它工业:蓄电池 油漆 其它工业 蓄电池,油漆 化学及玻璃 工业等均 蓄电池 油漆,化学及玻璃 可产生Pb的尘粒和烟气。 可产生 的尘粒和烟气。 的尘粒和烟气
4).生殖效应 生殖效应 对男、女双方生殖功能均有影响。 对男、女双方生殖功能均有影响。 世界卫生组织及发达国家均提出欲想生孩子 的男、女最大容许的血铅水平： 的男、女最大容许的血铅水平： 男 世界卫生组织（ 世界卫生组织（1980） ） 美国（ 美国（1978） ） 欧共体（ 欧共体（1982） ） 40 70 70 女（µg/g） ） 50 50 70
儿童血铅水平分为5级 儿童血铅水平分为 级: <100µg/升 相对安全； 1级: <100µg/升,相对安全； A级100～140µg/升 2级: A级100～140µg/升, µg/升 B级150～190 µg/升； 150～ 表现为代谢受影响, 神经传导速度下降 表现为代谢受影响, 200～440µg/升 3级: 200～440µg/升, 表现为铁、 表现为铁、锌、钙代谢受影响，有免疫 钙代谢受影响， 力下降, 学习困难, 生长迟缓等症状； 力下降, 学习困难, 生长迟缓等症状；
金属铅呈浅蓝色软金属,有好的延展性 铅 金属铅呈浅蓝色软金属 有好的延展性,铅 有好的延展性 的络合物和有机金属化合物是在生命活动及 环境污染行为中的重要化学形态. 环境污染行为中的重要化学形态 人类使用铅始于史前，公元 人类使用铅始于史前，公元40000年前 年前 的绘画颜料含铅. 的绘画颜料含铅 最早的铅矿约为公元6200年前 年前. 最早的铅矿约为公元 年前 最早认识到铅的毒性在公元前2世纪 最早认识到铅的毒性在公元前 世纪. 世纪
六.铅与疾病健康关系 铅与疾病健康关系 现代医学证明,铅对人类健康威胁很大 铅对人类健康威胁很大, 现代医学证明 铅对人类健康威胁很大 成为第一 杀手。 杀手。 1.铅中毒 铅中毒 职业性和非职业性。 职业性和非职业性。 美国在五、 美国在五、六十代调查一半以上儿童体内铅超 经过十多年努力，现在已有很大改善。 标，经过十多年努力，现在已有很大改善。 因儿童接触铅的机会有其特殊之处，如异食癖。 因儿童接触铅的机会有其特殊之处，如异食癖。 还因儿童对铅有其特殊的易感性， 还因儿童对铅有其特殊的易感性，这可能与儿童代 排泄功能未臻完善有关， 谢，排泄功能未臻完善有关，血脑屏障成熟较晚等 有关。铅对儿童毒害的关键是大脑损伤。 有关。铅对儿童毒害的关键是大脑损伤。 很多研究报告都提示， 很多研究报告都提示，告诫人们加强孕期女工的 劳动保护。 劳动保护。
铅的熔点低(372℃), 密度大 延展性好 抗 ℃ 密度大, 延展性好,抗 铅的熔点低 腐蚀能力强, 易提炼、加工、制做， 腐蚀能力强 易提炼、加工、制做， 因此在古代文明、 因此在古代文明、现代工业及日常生活 中有广泛的应用。有些应用一直盛行直今， 中有广泛的应用。有些应用一直盛行直今， 无法替代。 无法替代。
5.对儿童的影响 对儿童的影响 儿童对铅有易感性。 儿童对铅有易感性。对铅的吸收率高于成 人。儿童胃排空较成人快, 导致铅的吸收率大 儿童胃排空较成人快 幅增加。 幅增加。 铅大多聚集在离地面1米左右的大气中 铅大多聚集在离地面 米左右的大气中, 正 米左右的大气中 好是儿童的呼吸带。 好是儿童的呼吸带。 儿童对氧气的需求量大, 儿童对氧气的需求量大 由呼吸道吸收的铅 是成人的1.7倍 是成人的 倍; 12岁以下儿童的排泄功能不 岁以下儿童的排泄功能不 完善, 仅有约66%能排泄掉 仍有 残留体内 能排泄掉, 完善 仅有约 能排泄掉 仍有1/3残留体内 等等因素。 等等因素。
化学元素与生命健康
云南大学化学科学与工程学院 王 林
第二讲 有害元素
第一节 铅 lead 铅在地壳中含量1.6%o, 排35位. 铅在地壳中含量 位 全球铅消费量中40%用于制造蓄 用于制造蓄 全球铅消费量中 以烷基铅形式加入汽油中.12%用于 池,20%以烷基铅形式加入汽油中 以烷基铅形式加入汽油中 用于 建筑材料,6%为电缆外套 为电缆外套,5%用于制造弹 建筑材料 为电缆外套 用于制造弹 用作其它用途. 药,17%用作其它用途 用作其它用途 在重金属污染中, 铅排在第一位. 在重金属污染中 铅排在第一位
4.对生殖功能的影响 对生殖功能的影响
母亲的血铅超标, 母亲的血铅超标 铅可通过胎盘垂直传播 给胎儿, 造成胎儿先天性中毒, 给胎儿 造成胎儿先天性中毒 可引起死胎和 流产。 流产。 英国的调查显示123名铅作业的妊娠妇女 名铅作业的妊娠妇女 英国的调查显示 中有73人 的胎儿死亡, 生产的50人中 人中, 人的 中有 人 的胎儿死亡 生产的 人中 35人的 婴儿在3岁前死亡 此比例是惊人的高。 婴儿在 岁前死亡, 此比例是惊人的高。 岁前死亡
古罗马帝国不仅用铅铸造水管, 古罗马帝国不仅用铅铸造水管 还用来制造 容器, 陶瓷, 酒具等。 容器 陶瓷 酒具等。 历史学界推测铅中毒所致的精神异常和不 育症可能是古罗马帝国毁灭的原因之一. 育症可能是古罗马帝国毁灭的原因之一 研究表明:古罗马帝国的贵族每天铅的摄入 研究表明 古罗马帝国的贵族每天铅的摄入 量达250µg，而平民仅为15－30µg。 量达250µg，而平民仅为15－30µg。 铅可致不育, 流产, 早产, 铅可致不育 流产 早产 死胎或儿童大脑发 育迟缓。 育迟缓。 年前, 自2000年前 罗马上层阶级的人数就迅速减 年前 已婚者仅半数生育,且出生率和存活率及低 且出生率和存活率及低。 少, 已婚者仅半数生育 且出生率和存活率及低。 古罗马帝国贵族的繁衍能力和生存竞争能力 迅速下降。 迅速下降。
3.人体中的铅 人体中的铅 主要通过食物,空气 水摄入 主要通过食物 空气,水摄入。皮肤也能吸 空气 水摄入。 收。吸烟和一些职业性接触也是重要来源。 吸烟和一些职业性接触也是重要来源。 检测人体铅含量可通过发铅, 血铅, 检测人体铅含量可通过发铅 血铅 齿铅来 确定。 确定。 人体所有组织, 脏器均可能含铅, 人体所有组织 脏器均可能含铅 主要分 布于骨骼, 肾等。 布于骨骼 肝, 肾等。
煤和燃油燃烧也可将Pb排入大气 煤和燃油燃烧也可将 排入大气. 排入大气 汽车尾气——四乙基铅是 四乙基铅是 汽车尾气 汽油的稳Baidu Nhomakorabea剂和助燃剂。 汽油的稳定剂和助燃剂。
水管, 报纸, 铅笔, 玩具都含有铅。 水管 报纸 铅笔 玩具都含有铅。 市场抽查儿童玩具, 很多含铅量都超标。 市场抽查儿童玩具 很多含铅量都超标。 由于空气, 水中的污染, 蔬菜、水果、 由于空气 水中的污染 蔬菜、水果、粮食都不同程 度受到污染. 度受到污染 教科书彩釉封面含铅超标13.6倍。 倍 教科书彩釉封面含铅超标
2.动物体内的铅 动物体内的铅 未经加工的动物性食品中的平均含铅量在 0.02～0.4ppm. 因地区差异而不同 。 ～ 如湘江水生物含铅较高,可能与湖南省铅锌 如湘江水生物含铅较高 可能与湖南省铅锌 矿的开采有关. 矿的开采有关 渤海湾各类海洋动物体内的铅含量也较高, 渤海湾各类海洋动物体内的铅含量也较高 鱼类平均为1.27µg/g, 甲壳动物 甲壳动物1.82µg/g。 鱼类平均为 。 研究表明鲜品, 冻品含铅量比罐头制品底,这 研究表明鲜品 冻品含铅量比罐头制品底 这 可能是加工中焊接料中的铅污染。 可能是加工中焊接料中的铅污染。.
三.生物体内的铅 生物体内的铅 1. 植物中的铅 铅存在于所有植物中，浓度差异很大 铅存在于所有植物中，浓度差异很大, 但大 多数植物中含铅量为0.5～ 多数植物中含铅量为 ～3.0ppm. 英国一些食物中平均含铅量(µg/g): 英国一些食物中平均含铅量 谷物:0.17, 水果 水果:0.12(新鲜 新鲜),0.40(罐头 罐头), 谷物 新鲜 罐头 蔬菜:0.22. 蔬菜 我国植物含铅量一般较低。 现在呢 现在呢?) 我国植物含铅量一般较低。(现在呢