铝与人体健康.docx

铝与人体健康前言：铝，在元素周期表里排第13号的金属元素，是当前应用最广泛的金属材料之一。铝制品及其化合物不仅在工农业生产中很重要，在日常生活和中也有着重要的用途。在生活中，我们会用到铝制品或跟铝有接触。例如家里防盗铁网上常刷一层“银粉”漆，其实“银粉”就是金属铝粉；铝的化合物氢氧化铝Al（OH）3是药物胃舒平的有效成分，可用于治疗胃酸过多；盛装饮料的易拉罐和家用高压锅是用铝合金制造的；铝也可用来制导线，这是因为铝具有良好的导电性。虽然铝与我们的生活有着如此紧密的联系，但许多人都不知道铝对人体健康是有害的。铝在生活上的应用物质的用途决定于物质的性质。由于铝有多种优良性能，因而铝有着极为广泛的用途。 (1)铝的密度很小，仅为2.7 g/cm3，虽然它比较软，但可制成各种铝合金，如硬铝、超硬铝；防锈铝、铸铝等。这些铝合金广泛应用于飞机、汽车、火车、船舶等制造工业。此外，宇宙火箭、航天飞机、人造卫星也使用大量的铝及其合金。例如，一架超音速飞机约由70%的铝及其合金构成。船舶建造中也大量使用铝，一艘大型客船的用铝量常达几千吨。 (2)铝的导电性仅次于银、铜，虽然它的导电率只有铜的2/3，但密度只有铜的1/3，所以输送同量的电，铝线的质量只有铜线的一半。铝表面的氧化膜不仅有耐腐蚀的能力，而且有一定的绝缘性，所以铝在电器制造工业、电线电缆工业和无线电工业中有广泛的用途。 (3)铝是热的良导体，它的导热能力比铁大3倍，工业上可用铝制造各种热交换器、散热材料和炊具等。 (4)铝有较好的延展性（它的延展性仅次于金和银），在100 150 时可制成薄于0.01 mm的铝箔，这些铝箔广泛用于包装香烟、糖果等，还可制成铝丝、铝条，并能轧制各种铝制品。 (5)铝的表面因有致密的氧化物保护膜，不易受到腐蚀，常被用来制造化学反应器，医疗器械，冷冻装置，石油和天然气管道等。 (6)铝粉具有银白色光泽（一般金属在粉末状时的颜色多为黑色），常用来做涂料，俗称银粉、银漆，以保护铁制品不被腐蚀，而且美观。 (7)铝在氧气中燃烧能放出大量的热和耀眼的光，常用于制造爆炸混合物，如铵铝炸药（由硝酸铵、木炭粉、铝粉、烟黑及其它可燃性有机物混合而成）、燃烧混合物（如用铝热剂做的炸弹和炮弹可用来攻击难以着火的目标或坦克、大炮等）和照明混合物（如含硝酸钡68%、铝粉28%、虫胶4%） (8)铝热剂常用来熔炼难熔金属和焊接钢轨等。铝还用做炼钢过程中的脱氧剂。铝粉和石墨，二氧化钛（或其它高熔点金属的氧化物）按一定比率均匀混合后，涂在金属上，经高温煅烧而制成耐高温的金属陶瓷，它在火箭及导弹技术上有重要应用。 (9)铝板对光的反射性能也很好，铝越纯，其反射能力越好，因此常用来制造高质量的反射镜，如太阳灶反射镜等。 (10)铝具有吸音性能，音响效果也较好，所以广播室、现代化大型建筑室内的天花板等也常用铝。人体内铝的来源 （1）饮用水中的铝 天然水中的铝含量很低，但若使用含铝的混凝剂或明矾来净化水，则会增加水中的铝含量，高水氟地区使用铝盐除氟也可致水中的铝残留。各个国家及各种组织对水中铝的含量都进行了控制，相继推出了各自的标准，如：世界卫生组织为0.2 mg/L；欧共体为0.05 mg/L(最高允许浓度为0.2 mg/L)；美国环保局二级标准为0.05 mg/L0.2 mg/L；瑞士为0.05 mg/L；我国建设部颁布的城市供水行业2000年技术进步发展规划中，首次对饮用水中铝含量做出了“不得高于0.2 mg/L”的明确规定。（2）食物中的铝 铝广泛存在于食物中，但一般食物中含铝较少。铝含量较高的食物主要是一些面制加工食品，如油条、粉丝、糕点、挂面等，其中油条和粉丝中含量最高，这主要是由于在加工过程中使用了含铝添加剂(钾明矾和铵明矾、发酵粉等)作为膨松剂的缘故。 另外，人体中的铝来源还与人们的食物消费结构有很大的关系。表明我国的成人铝摄入量明显高于发达国家，约是发达国家的5倍9倍，这主要是因为我国含铝添加剂较高的面制食品消费量高于发达国家。因此，严格控制食品中添加剂的使用，可有效地降低我国居民的铝摄入量。 （3） 铝制炊具、容器 铝制炊具、容器也是人体摄入铝的重要来源之一。铝制炊具溶入水中的铝随使用温度的升高和时间延长溶出量增加，随锅的使用次数增加，溶出量减小。在有酸、碱、盐的条件下，铝的溶出量增加。另外，铝、铁炊具混用(如铁炒锅与铝铲或相反)，软质铝与硬质铁相互摩擦，也会增加铝的溶出量。因此，为减少铝的摄入量，应尽量少用或不用铝制炊具和容器，即便使用也应避免用钢丝球等擦刷，致使铝炊具表面的氧化膜保护层受损。 附： 粮食类12.6 mg/kg，蔬菜、水果类4.9 mg/kg，鱼、肉类1.7 mg/kg，酒及饮料类1.1 mg/kg，调味品1.2 mg/kg。测定发现茶叶中铝含量最高，为400 mg/kg1400 mg/kg，平均值(940.5356.1) mg/kg，但铝的浸出率相对较低，约占总铝量的3.561.1，所以若每日饮茶1 mg5 mg，则从茶水中摄入的铝量约为0.2 mg1.1 mg。油条中铝的平均含量为495.6 mg/kg，最大值达到1538.7 mg/kg，平均超过标准5倍，最高达15倍。蒸制面食中平均铝含量为149 mg/kg，最大值为930.7 mg/kg，烘烤面食平均含量为86 mg/kg。人体对铝的吸收和代谢 铝的吸收：（1）胃肠道吸收：含铝的食品或药物经消化道，98%以上经粪便排除，1-2%被吸收。一般认为小于1%(Lion，1985)。很多因素影响其吸收，如pH、甲状旁腺素及铝盐的种类。吸收部位是胃及十二指肠的酸性环境中。吸收可溶性形式铝，吸收量取决于离子程度、胃内pH值，胃内的环境为铝化合物提供了离子化作用，如Al(OH)3及其凝胶在胃内pH值从6.5变化至5.5时，其溶解度增加10万倍，吸收率约0.3-0.5%（约15g）。血液中铝离子与白蛋白、运铁蛋白结合，没有结合的铝很快分布到各组织器官中。组织中的铝浓度相对恒定，大约2mg/kg干重，铝浓度在机体组织的浓度分布为：以呼吸道者依次是肺、肺门淋巴结、脾、肾上腺、肝和脑等；经消化道者依次是：骨、脑、睾丸、甲状旁腺、皮肤、肌肉、毛发、血液，其中骨组织含量占总量的34.4%；经血液者依次是：骨、肾脏、肝脏、睾丸、骨骼肌、心脏、脑。人体部分组织灰分测定，其含量顺次为：脑、睾丸、肝。若进行心内注射，则40%的铝进入肝脏。常规摄入时，牙釉铝含量为1.5-5.4，毛发含量4.5-5.5，肝8.0，血液1.1-1.8mg/kg,脊髓液含量甚微。正常机体组织铝含量均值为：肝脏4.1mg/kg/1.7（标准差）、脾脏2.5/2.1、骨胳3.3/2.9、心脏1.0/0.8、肌肉1.2/1.2、肺脏4.3/4.3、大脑灰质2.2/1.3新近报道，婴幼儿服用磷酸铝结合剂后，其铝的吸收可以是成人的4倍。甲状旁腺激素能促进铝的吸收。食物中的磷酸盐，氟离子都可与铝结合成难溶性复合物，影响铝的吸收。乙醇、维生素D可增加铝的吸收。（2）非肠道给铝：非肠道给铝可干扰肾功能，减少铝的排泄，有利于铝在体内蓄积。实验和临床研究表明，数月和数年非肠道低剂量给予肾功能者正常者，引起铝在组织中蓄积。人体血浆浓度0.37mol/L(10g/L)，当铝蓄积时，可达295mg。人体血浆铝浓度有昼夜变化规律，上午9时最高，下午6时最低。铝的排泄：吸入人体的铝，大部分由肾脏排除，正常尿铝浓度仅为0.56mol/L(15g/L)，由于铝和血浆蛋白结合，铝的扩清率只占肾小球滤过率的5%，有时高达50%。正常情况下，肾脏可排除吸收的全部铝。但大量口服铝或胃肠道外长期给铝，即使肾功能正常，会超过其排除能力，部分被吸收的铝则蓄积在体内。长期接触铝焊烟的工人，工作20年尿铝达11.12mol/L。吸入焊烟6个月后停止2周，尿铝量下降到吸入焊烟时的10-20%，但不消失。长期静注含铝营养液的病人，换用无铝液后，最初几天血浆及尿的含量下降，但高出正常值达2年。Klein等（1982）对一组病人进行铝动力学评估，输铝后，每隔10小时测血浆铝，按2g/min速度输铝，发现血浆铝并不增加，提示铝很快分布到组织中去。若输入为3g/min，血浆铝升高，尿铝平均1264g/d，比对照组（15g）高。可超滤铝是总血浆铝的5.5%。推算铝排泄率为10.6ml/min，其尿的排泄不会超过负荷。体内蓄积的铝，以尿排除为主。胆汁可排除少量的铝。有人观察胆道手术置入T形引流管病人，无服抗酸铝制剂的既往史，肝、胆、肾功能正常，共摄入铝7.2g。24、48小时分别取胆汁检测，发现仅有0.1%的铝从胆汁排除。胆汁不是铝排除的主要途径。乳汁能排除少量铝。给哺乳母兔注铝，产乳量减少，乳排铝量不超过注入总量的。慢性肾功能不全病人，长期采用含铝透析治疗，因肾的原因不能排除进入体内的铝，血浆、器官和组织的铝浓度含量增高，从而产生毒性作用，引起中毒性铝病。当铝日摄入量超过40mg时，将会对人体力劳动健康产生严重影响（刘风贞等89，1991）。机体内有大量铝时，发铝含量增高，发铝可作为机体铝负荷指标（Yokel,1982）。Takagi等（1986）报道，美国人发铝量为5.0mg/kg，日本13.3mg/kg,波兰7.29mg/kg，加拿大17.4mg/kg，印度32.0mg/kg。发铝含量差异很大，与其他组织中含量无相关关系。并受诸多因素的影响，如发的洗涤方法，使用洗发剂种类，洗发次数等3。刘风贞等89（1991）对天津城乡人发铝检测，城区人发铝含量3.841.64mg/kg，乡村人发铝（6.861.50mg/kg）高于城区人。南京男、女性发铝分别为19.2810.24mg/kg和25.9714.49mg/kg(钟才云等88，1996)，明显高于天津人发铝含量，是否与地区差异、环境因素、生活习惯等因素有关，值得研究。发铝大于60ppm，表示体铝显著增高。小于10ppm时，表示无毒性，10-20ppm表示可疑，大于20ppm时则表示中毒。对于高铝负荷者，可以将发铝含量作为监测参考，虽然发铝不是诊断铝中毒较好的指标（Lion,1985）。骨可作为机体负荷指标，但不易获得（Alfrey，1986）。血铝量也可作为机体铝负荷值，血清铝大于200g/L，机体会出现症状。一般认为，超过100g/L时，应密切注视5。铝对人体的伤害及造成的症状 铝是一种低毒金属元素，它并非人体需要的微量元素，不会导致急性中毒，但食品中含有的铝超过国家标准就会对人体造成危害。研究证实，脑组织对铝元素有亲和性，脑组织中的铝沉积过多，可使人记忆力减退，智力低下，行动迟钝，催人衰老。若是小孩铝中毒，则出现发育迟缓、食欲不振、行走不便和便秘、失眠，还伴有多动、听觉障碍、注意不集中、智力低下等现象。长期摄入或过量摄入会损伤大脑，导致痴呆，还可能出现贫血等疾病，尤其对身体抵抗力较弱的老人、儿童和孕妇产生危害，可导致儿童发育迟缓、老年人出现痴呆，孕妇摄入则会影响胎儿发育。有关医院检测发现，老年性痴呆症患者脑组织中铝含量超过正常人的5-30倍。由此可见，铝含量超标更是老年痴呆症的罪魁祸首！人体摄入铝后仅有10-15能排泄到体外，大部分会在体内蓄积，这些蓄积在体内的铝会积聚在肝、脾、肾等部位，当铝在人体内含量超过正常人的5-10倍时，一方面会抑制消化道对磷的吸收，使血清无机磷水平下降，引起骨骼软化、关节疼痛，在肠道内形成的不溶性磷酸铝随粪便排出体外，而缺磷又影响钙的吸收(没有足够的磷酸钙生成)，造成沉积在骨质中的钙流失，抑制骨生成，发生骨软化症，可能导致骨质疏松，容易发生骨折；另一方面，还会抑制胃蛋白酶的活性，与多种蛋白质、酶等人体重要成分结合，影响体内多种生化反应，妨碍人体的消化吸收功能因此，摄入过量的铝还会使人食欲不振和消化不良，影响肠道对磷、锶、铁、钙等元素的吸收。氯化铝对皮肤、粘膜有刺激作用。吸入高浓度可引起支气管炎，个别人可引起支气管哮喘。误服量大时，可引起口腔糜烂、胃炎、胃出血和粘膜坏死。若长期接触氯化铝可引起头痛、头晕、食欲减退、咳嗽、鼻塞、胸痛等症状。而氢氧化铝、烷其铝和盐等其他含铝的药物，短期内就能使人产生毒副作用。可见人对铝元素的长期摄入，最终会危害人体的健康。铝摄入过多，会沉淀于骨中，这些富集的铝会通过钙化组织中的钙、磷以及与维生素D相互作用。干扰骨磷酸产生和骨内钙、磷的形成，出现骨痛、骨易折等症状，引发软骨病、骨质疏松症等。临床研究发现股骨头坏死患者中的含量明显高于正常人。生理浓度（20-50umol/L）的三价铝离子能促进上皮细胞的有丝分裂，小于生理浓度的三价铝离子对细胞的DNA合成和蛋白质合成有促进作用，超过则变为抑制作用。金属铝可以通过改变T淋巴细胞数量、转化功能、亚群变化和细胞增殖等影响细胞免疫功能。铝中毒的治疗及预防 （1）急救措施：发生磷化铝中毒事故后，轻度中毒患者应立即脱离现场，转移到空气新鲜处，更换被污染的衣服，用肥皂水清洗皮肤，卧床休息；中度 及重度中毒者在采取上述处理措施后，应迅速送往就近的医院救治，并至少在医院观察2448小时。对缺氧患者，可应用氨茶碱、氟美松、细胞色 素C等药物，纠正呼吸困难，对腹痛剧烈的中毒患者，可使用阿托品1毫克，作肌肉注射。“磷化铝”慢性中毒主要表现为磷中毒症状，可对骨骼及 牙齿造成损伤，患者会出现贫血、头晕及神经衰弱等症状。慢性中毒者一经确诊，应脱离原作业，并围绕因慢性中毒而引发的贫血、牙病、失眠 （2）铝中毒的预防：少吃某些食品，这些食品使用了含铝的添加剂，如油条、凉粉、粉丝、饼干、彭化食品中添加的疏松剂（明矾），依靠人体自然排铝，铝在人体的半衰期为500天左右。 大蒜：大蒜中的特殊成分可以帮助降低体内铝的浓度。 绿豆：绿豆味甘性凉，是极有效的解毒剂，对重金属，农药以及各种食物中毒均有一定防治作用。它能加速有毒物质在体内的代谢，促使其向体外排泄。 葡萄：肝脏是重要的解毒器官，各种毒素经过肝脏的一系列化学反应后，变成无毒或低毒物质。葡萄可以帮助肝脏去除体内垃圾，还能增强造血机能。 黑木耳：从事棉、麻、毛纺织业的人可以多食黑木耳。它可以排出体内纤维素物质，使这些有害纤维在体内难以存留。黑木耳中含有的植物胶质有较强的吸附力，可以吸附残留在人体消化系统内的杂质，清洁血液，并且可以降低胆固醇，防止血管硬化。豆腐：豆制品中含有丰富物质，是有用的“毒素搬移工”。苦瓜：一般来说，苦味食品都具有解毒功能。苦瓜具有消内热、明目解毒之功效。科学家对苦瓜所含成分进行分析发现，苦瓜中存在一种具有明显抗癌生理活性的蛋白质，这种蛋白质能够激发体内免疫系统的防御功能，增加免疫细胞的活性，清除体内的有害物质，女性多吃苦瓜还有利经的作用。 胡萝卜：胡萝卜是有效的排汞食物，其中所含的大量果胶可以和汞结合，有效降低血液中汞离子的浓度，加速其排出。 苹果：如果消化不良，毒素可能停留在肠道，并被重新吸收，给健康造成巨大危害。苹果中所含的丰富纤维和果胶，则能避免食物在肠道中腐化。蜂蜜：自古就是排毒养颜的佳品，含有多种人体所需的氨基酸和维生素。常吃蜂蜜不仅能排出毒素，对防治心血管疾病和神经衰弱等症也有一定效果。茶叶：茶叶中的茶多酚、多糖和维生素C都具有加快体内有毒物质排泄的作用。防止铝中毒的措施铝毒害的控制铝是当今社会不可或缺的重要金属元素，它的广泛应用导致了水体、土壤、动植物体内残余铝不断升高，直接或间接地对人体，环境，动植物的毒害已越来越受人们的重视，密切关注铝的流失途径及其在生命代谢中的作用机制，克制而有计划地保护、合理开发和利用各种铝资源，是最有效的铝毒防治策略。（1）改善环境，提高源水水质：改进各类铝工业生产的工艺，做好废水治理工作，减少铝的排放。因铝对环境的污染与酸雨的形成有关，因此控制酸雨的形成，即控制SO2的排放是防治铝污染的重要措施。一些发达国家采用高烟囱排放法，虽可缓解局部地区的污染，但有危害他人的作用。我国采用排烟脱硫法，从根本上解决了SO2排放的问题，从而减少酸雨的降落。（2）合理使用化肥：经济有效地改良铝质土壤，防止土壤和地表水中铝的大量溶出。铝是两性元素，应少施或不施酸性化肥（如硫酸胺、氯化胺），降低土壤的酸度，使Al3+尽量少释放，以免影响作物的生长，也防止Al3+进入饮用水。（3）饮用水净化过程的改进：改变絮凝剂的形态和种类，部分或全部用铁盐替代铝盐，降低水中余铝的含量；完善水处理工艺系统，调整混凝时的pH值，避免投加过量的混凝剂和使用含铝的石灰。蒸馏和反渗透法除铝有效，但设备价格昂贵，当前还无简便易行，价廉，可家用的自来水除铝方法。（4）改变生活方式：尽可能少用或不用铝制炊具，少用旧的铝制炊具。在铝制餐