4种重金属物质

1、4种重金属物质一、铅（pb）铅是一种化学元素，其化学符号源于拉丁文，化 学符号是Pb （拉丁语Plumbum）,原子量207.2, 原子序数为82。铅是所有稳定的化学元素中原 子序数最高的。铅为带蓝色的银白色重金属，它有毒性，是 一种有延伸性的主族金属。熔点327.502C ,沸 点 1740C,密度 11.3437g/cmA3,硬度 1.5,质 地柔软，抗张强度小。铅主要用于制造铅蓄电池；铅合金可用于铸铅 字，做焊锡；铅还用来制造放射性辐射、X射线 的防护设备；铅及其化合物对人体有较大毒性， 并可在人体内积累。铅被用作建筑材料，用在乙 酸铅电池中，用作枪弹和炮弹，焊锡、奖杯和一 些合金中也含

2、铅。在所有已知毒性物质中，书上记载最多的是铅。 古书上就有记录认为用铅管输送饮用水有危险 性。公众接触铅有许多途径。近年来公众主要关 心石油产品中含铅问题。颜料含铅，特别是一些 老牌号的颜料含铅较高，已经造成许多死亡事件，因此有的国家特别制定了环境标准规定颜料 中铅的含量应控制在 600PpM之内。铅的工业污染来自矿山开采、冶炼、 橡胶生 产、染料、印刷、陶瓷、铅玻璃、焊锡、电缆及 铅管等生产废水和废弃物。另外，汽车排气中的 四乙基铅是剧毒物质。水体受铅污染时(Pb0.3 0.5mg/L),明显抑制水的自净作用， 24mg/L 时，水即呈浑浊状。中国(GB5749-85)生活 饮用水水质标准0

3、.05mg/L中国(GHZB1-1999)地表水环境质量标准 (mg/L) I 类 0.01; n 类 0.05 ;田类 0.05; IV类 0.05; V 类 0.1中国(GB/T14848-93)地下水质量标准(mg/L) I 类 0.005; II 类 0.01;田类 0.05; IV类0.1; 丫类 0.1中国(GB3097-1997)海水水质标准(mg/L)I 类 0.001; II 类 0.005 ;田类 0.010; IV类 0.050中国(GB5048-92)农田灌溉水质标准0.1mg/L(水作、旱作、蔬菜)中国(GB11607-89) 渔业水质标准0.05mg/L中国(GB8

4、978-1996)污水综合排放标准l.Omg/L中国(GB15618-1995) 土壤环境质量标准(mg/kg) 一级 35；二级 250350；三级 500铅和其化合物对人体各组织均有毒性，中毒途经 可由呼吸道吸入其蒸气或粉尘，然后呼吸道中吞 噬细胞将其迅速带至血液；或经消化道吸收，进 入血循环而发生中毒。中毒者一般有铅及铅化物 接触史。口服2 3克可致中毒，5 0克可致死。 临床铅中毒很少见。二镉(Cd)镉是人体非必需元素，在自然界中常以化合物状 态存在，一般含量很低，正常环境状态下，不会 影响人体健康。镉和锌是同族元素，在自然界中 镉常与锌、铅共生。当环境受到镉污染后，镉可 在生物体内富

5、集，通过食物链进入人体引起慢性 中毒。镉被人体吸收后，在体内形成镉硫蛋白， 选择性地蓄积肝、肾中。其中，肾脏可吸收进入 体内近1/3的镉，是镉中毒的“靶器官”。其它脏 器如脾、胰、甲状腺和毛发等也有一定量的蓄积。由于镉损伤肾小管，病者出现糖尿、蛋白尿和氨 基酸尿。特别具使骨骼的代谢受阻，造成骨质疏 松、萎缩、变形等一系列症状。和锌一同存在于自然界中。它是一种吸收 中子的优良金属，制成棒条可在原子反应炉内减 缓核子连锁反应速率，而且在锌-镉电池中颇为 有用。它的鲜明的硫化物所制成的镉黄颜料，广 受艺术家的欢迎。性质：镉是银白色有光泽的金属，熔点 320.9,沸点765,相对密度8.642o有韧性

6、 和延展性。镉在潮湿空气中缓慢氧化并失去金属 光泽,加热时表面形成棕色的氧化物层。高温下 镉与卤素反应激烈，形成卤化镉。也可与硫直接 化合，生成硫化镉。镉可溶于酸，但不溶于碱。 镉的氧化态为+1、+2o氧化镉和氢氧化镉的溶解 度都很小，它们溶于酸，但不溶于碱。镉可形成 多种配离子，如Cd(NH3)、Cd(CN)> CdCl等。 镉的毒性较大，被镉污染的空气和食物对人体危害严重，日本因镉中毒曾出现痛痛病”。可 用多种方法从含镉的烟尘或镉渣(如煤或炭还原 或硫酸浸出法和锌粉置换)中获得金属镉。进一 步提纯可用电解精炼和真空蒸僭。镉主要用于 钢、铁、铜、黄铜和其他金属的电镀，对碱性物 质的防腐

7、蚀能力强。镉可用于制造体积小和电容 量大的电池。镉的化合物还大量用于生产颜料和 荧光粉。硫化镉、硒化镉、硫化镉用于制造光电 池。元素描述银白色或铅灰色有光泽的软质金属，具延展 性，密度：8.642克/厘米3。熔点：320.9C。沸 点765C。化合价为+2。电离能8.993电子伏特。 有八种天然的稳定同位素，还有十一种不稳定的 人工放射性同位素。于空气中迅速失去光泽， 并覆上一层氧化物薄膜，可防止进一步氧化。不 溶于水，溶于大多数酸中。镉在所有的稳定化合 物中都呈+2价，其离子无色。镉可形成络离子 Cd (NH3) 42+、Cd (CN) 42-和 CdI42-。兀素来源在自然界中主要成硫镉矿

8、而存在；也有小量存在于锌矿中，所以也是锌矿冶炼时的副产品。 镉的主要矿物有硫镉矿（CdS）.赋存于锌矿、铅 锌矿和铜铅锌矿石中。镉的世界储量估计为 900 万吨。元素用途：镉作为合金组土元能配成很多合金，如含镉0.5%1.0%的硬铜合金， 有较高的抗拉强度和耐磨性。镉（98.65%）银（1.35%）合金是飞机发动机的轴承材料。很多 低熔点合金中含有镉，著名的伍馥易熔合金中含 有镉达12.5%。银一镉和银一镉电池具有体积 小、容量大等优点。镉具有较大的热中子 俘获截 直，因此含银（80%）锢（15%）镉（5%）的合 金可作原子反应堆的控制棒。镉的化合物曾广泛 用于制造颜料、塑料稳定剂、荧光粉等。

9、镉还用 于钢件镀层防腐，但因其毒性大，这项用途有减 缩趋势。用于电底、制造合金等；并可做成原子反应堆中的中子吸收棒。镉氧化电位高， 故可用作铁、钢、铜之保护膜，广用于电镀上， 并用于充电电池、电视映像管、黄色颜料及作为 塑料之安定剂。镉化合物可用于杀虫剂、杀菌剂、 颜料、油漆等之制造业。元素辅助资料镉与它的同族元素汞和锌相比，被发现的晚 的多。它在地壳中含量比汞还多一些， 但是汞一 经出现就以强烈的金属光泽、较大的比重、特殊 的流动性和能够溶解多种金属的姿态吸引了人 们的注意。镉在地壳中的含量比锌少得多， 常常 以少量包含于锌矿中，很少单独成矿。金属镉比 锌更易挥发，因此在用高温炼锌时，它比锌

10、更早 逸出，逃避了人们的觉察。这就注定了镉不可能 先于锌而被人们发现。镉会对呼吸道产生刺激，长期暴露会造成嗅 觉丧失症、牙龈黄斑或渐成黄圈，镉化合物不易 被肠道吸收，但可经呼吸被体内吸收，积存于肝 或肾脏造成危害，尤以对肾脏损害最为明显。还 可导致骨质疏松和软化。首先发现镉的是德国立廷垠大学化学和医药学教授斯特罗迈尔。 他兼任政府委托的药商视察专员。正是他在视察 药商的过程中，观察到含锌药物中出现的问题， 促使他在1817年发现了镉。由于发现的新金属 存在于锌中，就以含锌的矿石菱锌矿的名称 Calamine命名它为Cadmium ,元素符号定为 Cd。主要污染源：电镀、采矿、冶炼、染料、 电池

11、和化学工业等排放的废水。环境监测中测定镉的方法原子吸收分光光度法、双流除分光光 度法、阳极溶出伏安法和示波极谱法等。镉和镉化合物引起的中毒有急性、慢性中毒之分。吸入含镉气体可致 呼吸道症状，经口摄入镉可致肝、肾症状。 镉不是人体的必需元素。人体内的镉是出生后从 外界环境中吸取的，主要通过食物、水和空气 而进入体内蓄积下来。镉的吸收和代谢 镉的烟雾和灰尘可经呼吸道吸入。肺内镉的吸收量 约占总进入量的2540%。每日吸20支香烟， 可吸入镉24ug。镉经消化道的吸收率，与镉 化合物的种类、摄入量及是否共同摄入其它金 属有关。例如钙、铁摄入量低时，镉吸收可明显 增加，而摄入锌时，镉的吸收可被抑制。

12、吸收入 血液的镉，主要与红细胞结合。肝脏和肾脏是体 内贮存镉的两大器官，两者所含的镉约占体内 镉总量的60%。据估计，4060岁的正常人， 体内含镉总量约 30mg ,其中10mg存于肾, 4mg存于肝，其余分布于肺、胰、甲状腺、睾 丸、毛发等处。器官组织中镉的含量，可因地区 、环境污染情况的不同而有很大差异，并随年龄的增加而增加。进入体内的镉主要通过肾脏经尿排出，但也有相当数量由肝脏经胆汁 随粪便排出。镉的排出速度很慢，人肾皮质镉的 生物学半衰期是1030年。镉中毒的临床镉及其化合物均有一定的毒性。吸入氧化镉的烟 雾可产生急性中毒。中毒早期表现咽痛、咳嗽、 胸闷、气短、头晕、恶心、全身酸痛、

13、无力、 发热等症状,严重者可出现 中毒性肺水肿 或化 学性肺炎，有明显的呼吸困难、胸痛、咯大量 泡沫血色痰，可因 急性呼吸衰竭 而死亡。用镀 镉的器皿调制或存放酸性食物或饮料，饮食中 可以含镉，误食后也可引起急性镉中毒。 潜伏期 短，通常经1020分钟后，即可发生恶心、呕 吐、腹痛、腹泻等症状。严重者伴有眩晕、大汗 、虚脱、上肢感觉迟钝、甚至出现抽搐、休克。一般需经35天才可恢复。长期吸入镉可产生慢性中毒，引起肾脏损害，主要表现为尿 中含大量低分子量蛋白质，肾小球的滤过功能 虽多属正常，但肾小管的回收功能却减退，并 且尿镉的排出增加。镉作业工人的肺气肿、贫血及骨骼改变也有报导，但这些改变与镉

14、接触的确切关系尚不能肯定。国外也有报导接触 氧化镉的工人前列腺癌发病率较高。镉中毒的防治吸入大量氧化镉烟雾所致的急性中毒，其 治疗与一般刺激性气体中毒的处理相同。 关键在 于防止肺水肿。应及早撤离出事现场、保持安静，卧床休息，吸入氧气，保持呼吸道畅 通，可用10%硅酮雾化吸入，以消除泡沫， 置 上腺皮质激素 能降低毛细血管通透性,宜早期 定量使用。限制液体入量，给予抗生素防止继发 感染，急性食入性镉中毒时主要采用对症治疗 ，给予大量补液、注射阿托品用来止吐和消除腹痛。慢性镉中毒引起肾脏损害者，膳食中应增加钙和磷酸盐的摄入，供给充足的锌和 蛋白质，金属络合剂依地酸二钠钙 （caNa2EDTA）可

15、增加镉的排出，但可加重肾脏 的损害，目前在急、慢性中毒时均不主张使用。 有报导口服氮川三乙酸（NTA）能促使镉排出（主 要经由粪便），从而降低在体内的蓄积，而不损 害肾脏功能。为了预防镉中毒，熔炼、使用镉及其化合物的场所，应具有良好的通风和 密闭装置。焊接和电镀工艺除应有必要的排风设 备外，操作时应戴个人防毒面具。不应在生产场 所进食和吸烟。土国规定的生产场所氧化镉 最氤容许浓度为0.1mg/m3。 镀镉器皿不能存放食品，特别是醋类等酸性食品。镉污染土壤，可造成公害病痛痛病。镉对土壤的污染，主 要通过两种形式，一是工业废气中的镉随风向 四周扩散，经自然沉降，蓄积于工厂周围土壤 中，另一种方式是

16、含镉工业废水灌溉农田，使 土壤受到镉的污染。因此为了防止镉对环境的污 染，必须做好环境保护工作，严格执行镉的必境卫生标准I盘不像汞、钮那样为人熟知。镉是对人体有害的元素在自然界中多以 比漫画：湘江镉污染事故合态存在，含量很低,太空中含镉量一般不超过 0.003微克/米3,水中不超过10微克/升，每公 斤士度中不超过0.5毫克。这样低的浓度，不会 影响人体健成。镉常与隹、铅等共生。环保专家 介绍，从天上到地下，镉广泛地存在于 坯境中。 环境受到镉污空后，镉可在生物体内富集，通过 食物筐富集在其它生物休内，进而通过食物、水、 吸烟_或其他途径，进入人体，当镉的浓度达到一 定程度时，就会发生I镉中毒

17、。同时，镉又是一种 有益于人类的重金属广泛应用于电镀工业、化 工业、I电子业 丽核工业 阵领域。一I污染来源20世纪初发现镉以来，镉的产量逐年增加。 镉广泛应用于电镀工业、化工业、电子业和核工 业等领域。镉是炼锌业的副产品，也要用在|电池|、 染料或塑胶稳定剂它比其它重金属更容易被 农作物所吸附。相当数量的镉通过 废气、废水、 废渣排入环境，造成污染。污染源主要是 铅锌矿 以及有色金属冶炼、底镀和用镉化合物作原料 或|触媒的工厂。镉对土壤的污染主要有气型和水型两种。气型污染主要由含镉工业废气扩 散并自然沉隆，蓄集于工厂周围的土壤中，可使 土壤中的镉浓度达到40Ppm。污染范围有的可达 数公里。

18、水型污染主要是铅锌矿的选矿废水和有 关工业（电镀、碱性电池等）废水排入地面水或 渗入地下水引起的。工作人员监测水体镉污染程度水体中镉的污染主要来自地表径流I和工业 废水。硫铁矿石制取I硫酸I和由磷矿石制取磷肥I 时排出的废水中含镉较高，每升废水含镉可达数 十至数百微克，大气中的铅锌矿以及有色金属迨 炼J、蚣圉、塑料I制品的焚烧形成的镉颗粒都可 能进入水中；用锅作原料的触媒、颜料、塑料稳 定剂、合成橡胶硫化剂、杀菌剂等排放的镉也会 对水体造成污染，在I城市用水 过程中.往往由于 容器和管道的污染也可使饮用水中镉含量增加。危害和机理长期食用遭到镉污染的食品，可能导致痛病I”.即身体积聚过量的镉损坏

19、 肾小管功能. 造成体内蛋白质从尿中流失.久而久之形成 软 骨症归口自发性骨折。长期饮用受镉污染的自来水 或地表水，痛痛病成因并用受镉污染的水进行 灌溉J（特别是科查），会致 使镉在体内蓄积，造成肾损伤，进而导致骨软化 症，周身疼痛，称为 痛痛病”。此外，慢性镉中 毒对人体生育能力也有所影响，它会严重损伤Y 因子，使出生的婴儿多为女性。患痛痛病的儿童进入人体的镉，在体内形成镉硫蛋白，通过 血液到达全身，并有选择性地蓄积于肾、旺中。肾脏可蓄积吸收量的1/3,是镉中毒的靶器官。 此外,在脾、胰、甲状腺、睾丸和丰发也有一岸 的蓄积。镉的排泄途径主要通过粪便，也有少量 从尿中排出。在正常人的血中，镉含

20、量很低，接 触镉后会增高，但停止接触后可迅速恢复正常。 镉与含羟基、氨基、菰基的蛋白质分子结合， 能使许多醒系统受到抑制，从而影响肝、肾器官 中酶系统的正常功能。镉还会损伤肾小管，使人 出现糖尿、蛋白显和氨基酸尿等症状，并使尿短 和尿酸的排出量增加。肾功能不全又会影响维生 素D3的活性.使骨骼的生长代谢受阻碍，从而 造成骨骼疏松、萎缩、变形等。慢性镉中毒主要 影响肾脏，最典型的例子是日本著名的公害病 一痛痛病，但日本的痛痛病有明显的地区性， 其中某些症状（如骨软化）在其他发生慢性镉中 毒地区比较少见。慢性镉中毒还可引起 贫血。急 性镉中毒，大多是由于在生产环境中一次吸入或 摄入大量镉化物引起的

21、。大剂量的镉是一种强的 局部刺激剂。含镉气体通过呼吸道会引起呼吸 道刺激症状，如出现脏丝、肺水肿、呼吸困难 等。镉从消化道进入人体，则会出现呕吐、胃肠 痉挛、腹疼、腹泻等症状.甚至可因肝肾综合症 死亡。三、铜（Cu）铜是2人类最早使用的金属。早在史前时代，人 们就开始采掘露天铜矿，并用获取的铜制造武 器、式具和其他盎皿，铜的使用对早期人类文 里的进步影响深远。铜是一种存在于地壳和海洋 中的金属。铜是保持农作物和畜禽健康成长必须 的微量营养素。通常，当农田 十壤中的有效铜含量低干 2ppmm（1ppmm 为百分之一）时，农作物就要因 缺铜而减产，严重时甚至颗粒不收，或者当牧场 土壤中有效铜含量低

22、于5ppmm时，牲畜就要患 缺铜症。目前由于集约性的高产作业，在大量使 用有化史中不含铜或含铜量很低，引起土地瘠 化，使缺铜日益成为当前世界上日益关注的问 题。为了纠正和防止缺铜，要及时用铜盐补充。 可以直接加入或者和富含氮和磷的 肥料一起加 入；可以用来改良土壤长期起作用， 或者每年喷 洒在作物的幼苗上。对于畜禽，除改善牧场外， 可以将铜盐掺入饲料中或采用其次办法直接注 入有缺铜症状的牲畜体内。硫酸铜还是猪和鸡 的助长剂，可以提高它们的食欲和增进食物的转 化。在饲料中拌人0.1%的硫酸铜，能够显著地 促进猪和肉鸡的增重。在自然界中，铜主以硫化 物矿和氧化物矿形式存在，分布很广。铜是生命 所必

23、需的微量元素，但过量的铜对人和动、植物都有害。世界铜的年迁移量为：岩石风化20万 吨,流输送11万吨，人工开采619万吨，矿物燃料燃烧过程排放4600吨。对铜污染还缺乏系统的 研究。对大气的污染冶炼过程中，铜及其化合物 的烟随烟道气进入大气，造成污染。四、锌(Zn)锌星一种化学元素：它的化学符号是 Zn,它的 原子序数是30,是一种浅灰色的 过渡金属。 锌 的单一锌矿较少，锌矿资源主要是 铅锌此。水生 动植物体内锌的 浓度可比水相中锌的浓度高出 1000100, 000倍。因此凤眼莲、落草、金佳 篁、浮萍有希望作污水中锌的净化植物。 十壤 中锌的迁移性取决于土壤的pH值。锌在酸性土 壤中容易发生迁移。锌是人体必需元素之一，营 养性锌缺乏病又称锌缺乏症，是由于摄入不足， 需要量增加，膳食锌生物利用率低所致。锌对人 体的重要作用：促进