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你了解鉛嗎?細(xì)說(shuō)金屬鉛的用途與危害

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早在1978年電影《超人》的一個(gè)場(chǎng)景中,這位溫文爾雅的超級(jí)英雄試圖向站在花盆后面的路易斯萊恩展示他的X射線視覺(jué)但裝X失敗。他不得不解釋說(shuō)花盆是由鉛制成的,這使他難以看透物質(zhì)。

早在1978年電影《超人》的一個(gè)場(chǎng)景中,這位溫文爾雅的超級(jí)英雄試圖向站在花盆后面的路易斯萊恩展示他的X射線視覺(jué)但裝X失敗。他不得不解釋說(shuō)花盆是由鉛制成的,這使他難以看透物質(zhì)。在電影的后期,壞人萊克斯盧瑟將氪石礦物藏在鉛盒中,當(dāng)超人打開(kāi)盒子時(shí)他接觸到了對(duì)他有毒的氪石,從而導(dǎo)致超人被抓。這種令超級(jí)英雄都束手無(wú)策的物質(zhì)原型就是金屬鉛。

鉛是元素周期表中的一種元素,屬于重金屬之一。它在常溫下是固體,柔軟又容易被塑造,它的密度很大,是水的11.4倍。

在地球的地殼附近我們很少能夠發(fā)現(xiàn)純天然的金屬鉛單質(zhì),多數(shù)都是作為鉛的化合物比如硫化鉛、硫酸鉛或者氧化鉛的形式存在于自然界中,這些化合物通常與銀一起出現(xiàn)。

鉛在人體中并沒(méi)有作用,盡管在中國(guó)古代以鉛汞為原料的丹藥常常進(jìn)貢給宮廷皇室服用。但如今世人皆知,鉛對(duì)于人體來(lái)說(shuō)是有毒的。在20世紀(jì)70年代,許多美國(guó)兒童因?yàn)榻佑|了含鉛的涂料而鉛中毒,自此以后人們有意識(shí)地降低了鉛涂料的利用率。我們國(guó)家在鉛涂料產(chǎn)品中也吃過(guò)虧,例如2007年美國(guó)強(qiáng)制召回由中國(guó)制造的2100萬(wàn)件玩具,主要原因是這其中有一部分是表面涂料含鉛超標(biāo)。雖然我們通過(guò)加強(qiáng)管理提高生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)不需要過(guò)分擔(dān)心這一事件再次發(fā)生,但遺憾的是至今為止其他國(guó)家仍然使用鉛涂料,而鉛也仍然是全球主要的環(huán)境危害因素之一。

現(xiàn)在,讓我們看看鉛對(duì)我們現(xiàn)代人生活的影響

含鉛氣體和其他重金屬的用途

自古以來(lái),人類(lèi)就認(rèn)識(shí)了鉛。鉛在最初是一種沒(méi)有什么用處和價(jià)值的新鮮事物。它在人類(lèi)歷史中的第一個(gè)用途是被用于藝術(shù)品。古羅馬人充分利用了鉛的耐腐蝕性和延展性,將鉛加工成了管道用來(lái)輸送飲用水和排放污水,他們還用鉛來(lái)做裝水的容器。羅馬時(shí)代的鉛管道至今還保留在羅馬浴場(chǎng)和幸存的建筑物中。

除了用來(lái)做水管,鉛還被添加到化妝品、彩色油漆、顏料、玻璃、錫制品首飾、餐具、軍火以及陶器中等等。在上個(gè)世紀(jì)鉛還廣泛用于家用油漆、電纜保護(hù)套以及汽油添加劑(四乙基鉛)中。然而隨著衛(wèi)生官員開(kāi)始認(rèn)識(shí)到金屬對(duì)人類(lèi)和環(huán)境健康的危害之后,這些領(lǐng)域已經(jīng)大大縮減了鉛的用量?,F(xiàn)如今,鉛主要應(yīng)用在汽車(chē)的鉛酸電池中,這些鉛酸電池的70%將會(huì)被回收并用于鉛的再生產(chǎn)。

除了電池以外,我們還可以從屋頂和輻射屏蔽裝置中找到鉛的存在。鉛的高密度和相對(duì)低廉的成本使其非常適合用來(lái)做吸收伽馬輻射和X射線的裝備,大多數(shù)玻璃陰極射線管(如計(jì)算機(jī)顯示器中的那些)都會(huì)裝有含鉛的玻璃,以用來(lái)保護(hù)觀看者免受內(nèi)部輻射的影響。含鉛玻璃因其高色散值還可以充當(dāng)水晶用作裝飾,還有用鉛做的焊料有利于進(jìn)行電氣連接。

鉛來(lái)自于哪里

鉛主要隱藏在地殼中的硫化物方鉛礦中,中國(guó)、美國(guó)、澳大利亞、加拿大、墨西哥和秘魯?shù)葞讉€(gè)國(guó)家提供了全球75%的鉛原料。目前越來(lái)越多的鉛是通過(guò)回收鉛廢料二次生產(chǎn)而獲得的。

在成為純鉛之前我們必須要想辦法對(duì)礦石進(jìn)行提煉加工。提純方法早在古羅馬時(shí)期就誕生了,在當(dāng)時(shí)羅馬人使用一種名為杯型法的額工藝將鉛分離出來(lái),這一方法至今仍被沿用。既先將方鉛礦在空氣中烘烤加熱將硫化鉛轉(zhuǎn)化為氧化鉛和二氧化硫,然后將焦炭加入氧化鉛中,在高溫高爐中與空氣混合,在爐中碳從氧化鉛中置換出了鉛,形成了二氧化碳?xì)怏w和熔融的金屬鉛,融化的鉛會(huì)匯集到爐子的底部被吸出并且冷卻以形成鉛錠,爐渣從熔融的鉛中經(jīng)過(guò)虹吸和冷卻被分離出來(lái),再經(jīng)過(guò)電解沉積,可以提煉出其他附屬元素。

除了從礦石中提取鉛以外,人們還可以從廢舊電池等廢鉛產(chǎn)品中二次提取鉛原料。

人們是如何接觸到鉛的

早期鉛的應(yīng)用無(wú)處不在,從老房子里的油漆和管道,到家里面經(jīng)過(guò)焊接的金屬容器、鉛釉瓷器、鉛玻璃器皿以及鉛漆玩具等,都是我們接觸污染的途徑。

至于空氣也必不可免。從上世紀(jì)改革開(kāi)放以來(lái),大部分的鉛排放都來(lái)自于公路汽車(chē)。那時(shí)的汽車(chē)都使用含鉛汽油作為燃料,至今許多國(guó)家頒布了禁止在汽車(chē)燃料中使用鉛添加劑使得空氣中的鉛排放少了近六成。

即便如此,空氣、水以及其他物品還是可以通過(guò)多種方式在人們體內(nèi)聚集。無(wú)論哪種方式一旦攝入,鉛就會(huì)被肺部毛細(xì)血管或者小腸吸收并進(jìn)入血液中,接觸鉛的人也可能直接通過(guò)皮膚吸收鉛元素。之前已經(jīng)提到過(guò)了,與鋅和鐵不同,鉛在人體中沒(méi)有任何有利作用,它只是一種毒素而已。然而我們的身體機(jī)能卻常將吸收到的鉛誤認(rèn)為是鈣,因此鉛在人體內(nèi)常聚集在我們儲(chǔ)存鈣的地方,比如人的骨骼,由于鈣還參與人身體中神經(jīng)細(xì)胞肌肉收縮以及激素之間的交流活動(dòng),所以鉛也會(huì)干擾這些活動(dòng)過(guò)程。例如鉛侵入了心血管系統(tǒng)就會(huì)導(dǎo)致人們患有高血壓,心臟擴(kuò)大等問(wèn)題。侵入神經(jīng)系統(tǒng)則會(huì)時(shí)常頭痛、易怒、疲勞、記憶減退等,而侵入腎臟則會(huì)導(dǎo)致腎功能衰竭等等。

鉛中毒的危害

在急性鉛中毒的情況下這種癥狀很明顯,但如果是慢性暴露侵入的話只有隨著時(shí)間的推移,血鉛含量逐漸升高,這些癥狀才會(huì)顯現(xiàn)。兒童鉛中毒的主要影響是大腦。孩子的大腦發(fā)育并不成熟,實(shí)際上在幼兒期孩子的大腦常發(fā)育出新的神經(jīng)回路以影響他們對(duì)新事物的體驗(yàn)學(xué)習(xí)以及記憶等行為。神經(jīng)學(xué)家將這種能力稱(chēng)為可塑性,這些“腦回路”涉及一個(gè)或多個(gè)神經(jīng)元,通過(guò)發(fā)送和接收神經(jīng)遞質(zhì)的化學(xué)信息與大腦不同部位的其他神經(jīng)元進(jìn)行交流,這種神經(jīng)遞質(zhì)就是谷氨酸當(dāng)兒童大腦遭受到鉛的侵入時(shí),由于身體不能很難好地區(qū)分鉛和鈣導(dǎo)致鉛干擾突觸前細(xì)胞和突觸后細(xì)胞中的NMDA受體,進(jìn)而打亂了受體釋放谷氨酸,因此這種干擾破壞了兒童大腦發(fā)育中非常重要的可塑性。

需要說(shuō)明的是,鉛中毒沒(méi)有特別行之有效的治療方法,唯一的辦法就是預(yù)防。當(dāng)然如果發(fā)生了鉛污染的極端事件,比如工業(yè)事故等,我們還是可以通過(guò)螯合療法祛除體內(nèi)過(guò)高的鉛含量。螯合療法是人類(lèi)祛除體內(nèi)重金屬元素的一項(xiàng)技術(shù)統(tǒng)稱(chēng),在對(duì)付鉛中毒這一項(xiàng),人們通常用乙二胺四乙酸來(lái)做螯合劑,它在人體中會(huì)牢牢綁定鉛元素,然后通過(guò)人的腎臟排出體外。雖然這項(xiàng)技術(shù)看起來(lái)非常神奇有效,但它通常只用于極端情況。

如果您的家中有潛在的鉛源,建議您還是提早請(qǐng)專(zhuān)業(yè)人員清除他們,這樣做才是最為穩(wěn)妥。

金屬鉛

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