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第9章 丰富多彩的金属(3)

除此之外,硒在有毒量和不足量之间的界限也非常小,人体的适应能力也有一定的限度。如超过人体正常的生理调节的限度,就可能引起病理性变化,重金属污染就是造成这种病理性变化的因素之一。

通常重金属是指比重大于5、原子量大于55的金属,主要是指汞、镉、铅、铬及类金属砷。它们一旦通过饮水、饮食、呼吸或者直接接触进入人体,就会危害人体健康。因为重金属是无法进行代谢,排出体外的,它们会积存在大脑、肾脏等器官中,一旦超标,就有可能诱发癌症。以下是常见的重金属危害,让我们一起来了解一下。

砷:会使皮肤色素沉着,造成异常角质化。

镉:导致高血压,引起心脑血管疾病;破坏骨钙,引起肾功能失调。

汞:对大脑视力神经破坏极大,每升水中含0.01毫克,就会使人中毒。

铬:会造成四肢麻木,精神异常。

钴:能对皮肤造成放射性损伤。

钒:伤人的心、肺,导致胆固醇代谢异常。

铅:重金属污染中毒性较大的一种,进入人体后很难排除,直接伤害脑细胞。

锰:超量时会使人甲状腺功能亢进。

锡:入腹后凝固成块,严重时可致人死亡。

铁:铁过量时会损伤细胞的基本成分,如脂肪酸、蛋白质、核酸等;导致其他微量元素失衡,尤其是钙、镁的需求量。

锌:锌过量时会得锌热病。

锑:与砷相似,能使银首饰变成砖红色,对皮肤有放射性损伤。

**:会使人患多发性神经炎。

人体中存在量小于体重0.01%的元素称微量元素,种类较多,人体必需的微量元素有14种,虽然它们在人体内的含量很少,但其生理作用却是不可忽视的,微量元素又分为必需微量元素和非必需微量元素。下面我们来看一下人体所需的微量元素。

锌:是70多种酶代谢的必需物质。

铁:参与氧的运转、交换及组织呼吸。

铜:与铁相互作用形成胶原蛋白,增强血管弹性。

锰:是过氧化物和焦葡萄酸盐羟基酶的组分,参与糖代谢。

铬:加强胰岛素对糖和脂类的作用。

钴:是维生素B12的成分并参与造血。

镍:脂尿素酶组分,促进铁的吸收,刺激造血。

锡:是催化、氧化剂,有益于维持蛋白质、核酸等的三维结构。

钼:是亚硫酸盐、黄嘌呤、醛等氧化酶的成分。

碘:甲状腺的主要成分。

钒:控制ATP酶和磷转化酶及钠泵。

硅:维持结缔组织和骨质的正常组织和结构。

硒:是谷胱甘肽过氧化物酶的组分。

氟:维持牙齿及骨结构,抑制稀醇酶焦磷酶等。

爱财如命的守财奴

故事里的大学问

在北宋年间的山东,曾有这样一位张员外:他家世显赫,家中堆积了许多银子,却极其吝啬。于是,旁人都称他“守财奴”。

一天,有位道士来到张员外的府上,自称习得“化银为金”之术,因张员外祖上行善积德,因而来到此处为张员外献宝。只见道士从衣袖中取出一锭银子,将其投入炭盆中,嘴中念念有词。几个时辰后,炭盆的焰火熄灭了,只剩灰烬。道士用工具探入灰烬之中,居然取出一块黄澄澄的金子。

贪财的张员外毫不犹豫地将家中的银子全部交给道士,请求为其炼制成黄金。第二天,张员外却发现道士骗走了自己所有的银子,消失得无影无踪了。

那么,你是否明白这“银子”是如何变成“金子”的呢?世上真有“点金之术”吗?

真相是这样的

张员外是因为贪才会落入道士的圈套中。虽然他不值得同情,但道士的欺骗手段也不值得学习提倡。那么,这位道士究竟用了什么“法术”,令“银子”变“金子”呢?其实,道士所用的“障眼法”与化学元素“汞”有关。

汞是一种化学元素,是常温下唯一呈液态的金属。汞是银白色闪亮的重质液体,化学性质稳定,不溶于酸也不溶于碱,俗称水银。汞在常温下即可蒸发,很容易与几乎所有的普通金属形成合金,包括金与银,但不包括铁,所以,可以用钢罐盛水银,这些合金统称为汞合金(或汞齐)。

在这个故事中,道士诈骗张员外的钱财就是充分利用了汞的特殊性质,他先将金块溶解于汞中,形成金汞合金来冒充白银,等到由金汞合金制成的白银在炭盆中受热,常温下蒸发后就留下了金灿灿的黄金了。

汞能与很多金属结合成合金,当汞与铝的纯金属接触时,它们易于形成铝汞合金,因铝汞合金可以破坏防止继续氧化金属铝的氧化层,所以即使少量的汞也能严重腐蚀金属铝。因此,绝大多数情况下,汞不能被带上飞机,因为它很容易与飞机上暴露的铝质部件形成合金而造成危险。

从古至今,由于汞的特性,它被广泛应用。最被我们熟知的是,水银被用来制作温度计。那再让我们看看还有哪些地方留下了它的足迹吧。

在我国古文献中有这样的记载:在秦始皇的墓中有大量的水银灌入,象征“百川江河”。而在这之前,一些王侯的墓葬中也灌输了水银,比如在今山东临淄县的齐桓公墓,就是倾水银为池。

由于银、锡和水银组成的银锡汞齐能很快变硬,因此,在古代人们常用它来补牙。如果你见过古建筑上的鎏金玻璃瓦,或者古寺庙中的“金身”菩萨,是否知道这是如何做成的呢?其实,它就是利用金汞齐“镀”的。

神秘的水妖湖

故事里的大学问

在苏联卡顿山区曾经发现过一个神奇的湖泊。那里风光秀丽,湖水明亮如镜,湖面还会不断冒出微蓝色的蒸气,如临仙境。可当地人却发现一件奇怪的事情:怎么只见有人去,不见有人归!于是,湖中有妖怪专门杀害游人的传说就这样传开了。

很多年以后,卡顿山区来了一位画家,听说了水妖湖的故事,他非常好奇,想冒险一游,再即兴创作出一幅好画。数天后,画家一大早就出发,到了目的地,尽管这里满山寸草不长,但风景绮丽。

画家立即拿出画板进行绘画,全神贯注地一连画了几个小时,初稿刚画好,他突然感到一阵恶心、头晕、呼吸急促,他匆匆拿了画稿,飞也似的离开了那里。回家后,他生了一场大病,差一点丢掉了性命。

那么,这个神秘湖泊里真的有妖怪吗?如果没有,又是什么让人们对它望而却步呢?

真相是这样的

这位画家有一位朋友是地质学家。他拜访画家时,留意到了画家所画的红石头。有一天,这位地质学家用显微镜观察硫化汞矿石,忽然他联想到画家的那幅红石头画。于是,他有了大胆的猜想:

那画中的红石头也许就是硫化汞矿石?那银白色的湖水也许就是硫化汞分解出来的金属汞(水银)?那蓝色的微光也许就是汞蒸气的光芒?

如果是这样,水妖湖的谜底就能被破解了。于是,这位地质学家决定去证明自己的推断。他带着助手和防毒面具来到水妖湖,对其进行实地勘查。

最终,经过采样分析,水妖湖之谜终于被揭开了。原来,有一个巨大的硫化汞矿就藏在卡顿深山里。日久天长,硫化汞已经分解成几千吨的金属汞,而且汇集成所谓的“水妖湖”。

那些游人在湖上莫名其妙地死去,并不是水妖在作怪,而是水银湖上散发着高浓度的水银蒸气将游人毒死了。

我们知道温度计内装有一条水银柱。那么如果温度计被打破,水银洒出来,对我们人体有没有危害呢?一般来说,只要不碰它,尤其是人体有伤口的地方不碰触它,并且也不要误食,就不会有问题。

如果不小心打碎了水银温度计,我们该怎么处理呢?若水银滴落在土质地面,可以铲走一部分土层,或者把土挖一下,翻过来掩埋住水银就可以了。

若水银滴落在瓷砖地、水泥地等硬质地面,可以这样做:用适量水调和面粉做成面团,然后按在水银上面,将水银粘走即可。

最好不要使用家用真空吸尘器,也不要使用拖把、扫帚清理,更不要扫到下水道。当然,一定要记得开窗通风,避免吸入水银蒸气。

能杀菌的金属——银

故事里的大学问

银,自古以来就是财富的象征。而古人说,身带银,健康和富贵常相伴。看来银不但是贵重金属,也和人体健康息息相关。

在古时候,我国蒙古族牧民们就发现,把马奶放在普通碗里,几天以后就发臭变质,然而将马奶盛放在银碗里却能较长时间不变质。

人们还发现,用银碗盛水或将一把银匙放在盛水的碗里,即使经过数月,水也不会变质。尤其是当人们外出,常因口干而可能会“渴不泽饮”时,只要在水中浸入银首饰或银器,并且不断搅拌,水就可以饮用了。

再看看两千多年前的古埃及人:他们在那时就知道将银片覆盖在伤口上,可以防止感染,而且伤口也好得快。

你知道这是为什么吗?

真相是这样的

这是因为银可杀菌,那么,为什么银能杀菌呢?这是因为银可吸附液体中的微生物。微生物被银吸附之后,起呼吸作用的酶就失去了功效,继而微生物就会迅速死亡。

美国一名科学家曾经做过这样的试验:将4.5升污水(每毫升含大肠杆菌七千多个)经过3小时的银电极处理以后,所有大肠杆菌全部死亡。可见,银离子的杀菌能力是非常强大的。每升水中只要含亿万分之二毫克的银离子,就可杀死水中大部分细菌。

实验证明:伤寒菌在银片上只能活18个小时,而白喉菌在银片上只能活3天。正是基于银的超强杀菌能力,而且又对人畜没有伤害,所以目前世界上超过半数的航空公司已经使用银制的滤水器。

许多国家的游泳池也用银来净化,这样净化过的水不会像用化学药品净化的水那般,伤害游泳者的眼睛及皮肤,又能使卫生达标,岂不是两全其美吗?

在民间,流传着银器能验毒的说法。宋代著名法医学家宋慈的《洗冤集录》中也记载着用银针验尸的事。时至今日,依然有人用银筷子来检测食物中是否有毒,那么银器真可验毒吗?

古人所指的毒,主要是指“砒霜”,也就是**********。因古代的生产技术落后,导致砒霜里都伴有少量的硫和硫化物。而其中所含的硫与银一旦接触,就会起化学反应,使银针的表层形成一层黑色“硫化银”。

现代生产砒霜的技术可要比古代进步许多,提炼也很纯净,不再混有硫和硫化物。而银的金属化学性质很稳定,在通常的条件下是不会与砒霜起化学反应的。

由此可见,古人用银器验毒是受历史、科学限制的缘故,比如鸡蛋黄,其实并不含毒,却含许多硫,那么银针插进去也会变黑。

相反,有一些毒性很强的物品,却不含硫,如亚硝酸盐、毒鼠药、农药、******等,银针与其接触,也不会显现黑色反应。

因此,银针验毒有局限性,不能将其用于鉴别毒物,也不能用来作为验毒的工具。

很早以前,人们就认识到银具有杀菌的作用,所以在以前很长一段时间内,银都被用来治病。1700年,银仍继续被用于治疗癫痫,呼吸系统疾病等病症,甚至曾被用于包扎伤口,因为当时人们相信这是抗菌和防腐措施。

但在18世纪初,医生们意识到银会导致中毒的发生。银中毒的人,首先患者的眼白开始变灰,随后是牙床,最后是全身的皮肤都会变成蓝色。

镜子与水银

故事里的大学问

早在三千多年前,我们的祖先就开始使用青铜镜了,将青铜铸成圆盘打磨得平整光洁,这样青铜镜虽然能照出人影,但不明亮,而且还会生锈,需要经常磨光。

现在使用的镜子不仅光亮,而且不会生锈,能把人照得清清楚楚。还有有趣的哈哈镜,往哈哈镜前一站,镜子里的像就变成了滑稽的模样。那么,你知道现在我们使用的镜子与古代使用的镜子区别在哪里吗?现在的镜子为什么会亮晶晶呢?

真相是这样的

古人使用的是青铜镜,现代人使用的是玻璃镜子,玻璃镜子的发展也经过了一个漫长的过程。在三百多年前,玻璃镜子问世了,制作方法是这样的:先将锡箔贴在玻璃面上,然后倒上水银,水银是液态金属,能够溶解锡,变成黏稠的银白色液体,紧紧贴在玻璃板上,这样玻璃背面就形成了镜子。玻璃镜子就比青铜镜进步了一大步,深受人们的喜欢。

不过,涂水银的镜子反射光线的能力还不够强,制作时又要防止水银中毒,最终被淘汰。现在的镜子背面是薄薄的一层银,这层银是靠化学上的“银镜反应”涂上去的。在硝酸银的氨水溶液里加入葡萄糖水,葡萄糖将银离子还原成银微粒,沉积在玻璃上做成银镜,最后再刷上一层漆就可以了。

不过,现在镜子背面涂上一层银的技术也落后了,不少厂商在镜子背面镀上铝,铝比银要便宜得多,制作铝镜是在真空中使铝蒸发,铝蒸气凝结在玻璃面上,成为一层薄薄的铝膜,就能形成镜子了。

常用温度计采用的液体是水银、酒精、煤油,而体温表采用的是水银,你知道这是为什么吗?

体温表和一般温度计相比,有两个特殊要求:一是要能准确到0.1摄氏度,二是要能离开人体读数。所以,体温表在构造上有一段非常细的缩口,同时还必须使用水银,这是因为水银的内聚力大,不浸润玻璃,能在收缩时在缩口处断开,以实现离开人体读数的要求。

此外,水银密度大、比同体积的酒精或煤油的惯性大,又保证它能在使用前被甩回到玻璃泡内重新使用。

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