题目：人体健康受威胁的元素：汞、铝和镉

1.水俣病的“元凶”——汞

汞是唯一一种在室温下呈液态的金属，因具有银白色光泽而被称为水银。汞的表面张力很大，若不小心打破了水银温度计，汞散落后会形成小球。此时，表面积最大，易形成汞蒸气逸散于空气中，吸入人体后，会引起慢性中毒。应尽快在其表面覆盖一层硫黄粉使之生成难溶性的硫化汞，也可倒入饱和铁盐溶液使其氧化而除去。保存汞时，为防止汞蒸气逸出，应用饱和食盐水做密封层。

汞是人体中非必需元素，它对神经系统毒害较大。当不慎将含汞体温计咬断，吞入汞后，不必惊慌。单质汞对人体的毒性很小，这时可服用鸡蛋清或鲜牛奶。因为蛋白质及酶与重金属有很强的亲和性，可起到解毒作用。然后通过粪便排出体外。

水俣病：

水俣病是由长期食用被甲基汞污染的鱼和贝类造成的。甲基汞既能溶于水，又具有脂溶性。甲基汞的性质非常稳定。实验证实，无论洗涤、冷冻、油炸、蒸煮、烘干等都难以将甲基汞清除。例如，烹调过的鱼体内汞的损失不到15%～20%。

鱼体中的汞是引起人类汞中毒的重要途径。

鱼、贝类对甲基汞的富集可达3000～10000倍。汞浓度：淡水鱼类＞海洋鱼类；鱼体中的汞主要集中在肝、脾内。鱼体内甲基汞占总汞的20%～80%。甲基汞毒性很大，因为甲基汞能迅速渗入生物细胞中。

我们该骄傲还是悲哀

鱼翅被汞污染的程度高达70%，含有可被人体吸收的汞超出正常允许含量的42倍。

为节约成本，捕捞队通常在海上就地作业。鲨鱼被捕捞上船后，渔民在甲板上用电锯活生生地把鲨鱼的背鳍、胸鳍和尾鳍锯下来。新鲜的鱼翅被放进冷冻库中，鲨鱼则直接被抛回海洋。可惜鲨鱼没有再生鳍的能力。这样一刀，对鲨鱼来说，是致命的。沉入深海后，无法游动，不能觅食，痛、饿、血流不止，最后带着满腹怨恨默默地在深海中死去。

全球大部分鲨鱼正处在濒临灭绝的边缘。中国已是世界上第一大鱼翅进口国，我们该为之骄傲还是悲哀呢？

图4.9　鲨鱼

硒对汞有拮抗作用：

海豚和海豹体内蓄积的汞高达300ppm以上（动物的最小致死量为16ppm），而它们却无任何中毒症状。生化分析结果表明，它们在汞蓄积的同时，体内硒也大量蓄积，两者的物质的量之比约为1∶1，从而导致汞的毒性消失。这也是美国人爱吃含汞量大的金枪鱼，却能幸免于汞中毒的原因。

咄咄逼人的“年轻人”——功过参半的“铝”

一百多年前，科学家提炼出了铝，现在其产量仅次于钢铁，被人们誉为“年轻的金属”。铝的密度小，强度不大，这些都是它的弱点。但如果铝与其他金属形成合金后，就具有又轻又结实等优点，使其在航空、航天事业上有了极大的用武之地。

铝在为人类进步作出贡献的同时，也在危害着人类的健康，铝已被世界卫生组织确定为“食品污染源之一”。铝是低毒、非生命必需元素。根据世界卫生组织的评估，规定铝的每日摄入量为（0～0.6）mg/kg（体重），即一个60kg的成年人每日允许摄入铝的质量为36mg。

铝过量会降低人体对磷、铁、钙等元素的吸收，易引起骨质疏松和骨折，并且会使人的记忆力衰退。

明矾是常用的净水剂，能有效吸附水中的固体小颗粒，但易使人体摄入铝元素，现在已逐渐被淘汰。另外，家中的铝锅可以放心使用，因为铝锅的内外表面都形成了一层致密的、不易被酸碱腐蚀的氧化膜，使铝难以进入食物中。但是，茶叶中含有大量的氟，对保护膜破坏力很大，因此不能用铝锅煮茶叶蛋。此外，清洗铝锅时，千万不要用钢丝球把内壁上的氧化膜除去。

图4.10　铝锅

油条中的科学

油条的制作主要有两种配方：

1.面团中除了加入少量酵母外，还要加入适量的小苏打及明矾。

（1）小苏打在加热时分解出二氧化碳，使面团变大变粗。

（2）明矾用于中和小苏打在加热时产生的碱性物质，提高油条的口感。

明矾越多，油条越松脆，但铝含量会超标。

图4.11　油条

2.面团中除了加入少量酵母外，还可加入适量的碳酸氢铵。

在油锅中，碳酸氢铵受热分解产生二氧化碳气体和氨气使面团变大变粗。

用这种方法制成的油条中虽然不含铝元素，但有氨气逸出，口感欠佳。

油条中铝残留量检测

2012年4月，上海市浦东新区食品药品监督所对45家餐饮单位及早餐摊贩含铝添加剂的使用情况进行了调查，并对加工制作的油条进行了铝残留量检测。

表4.3　45家餐饮单位铝残留量抽测结果

结果显示，45件样品中合格15件，铝残留量均低于25mg/kg，合格率为33%。15件合格者均来自15家连锁企业，而有证个体餐饮、无证餐饮及便民服务早餐点的合格率均为0%，平均铝残留量分别为522.47mg/kg、586.20mg/kg、552.62mg/kg，均是国标限量（≤100mg/kg）的5倍以上。

铝碳酸镁片

某品牌铝碳酸镁片（每片含铝碳酸镁500mg）是一种抗酸抗胆汁的胃黏膜保护剂，服用后能迅速中和胃酸并保持很长一段时间。

2.骨痛病的罪魁祸首——镉

镉是提炼锌矿时得到的副产品，在大多数锌矿中含有0.2%～0.4%的硫化镉。

植物会从土壤中吸收镉，其中水稻、苋菜、烟草、向日葵等对镉吸收力特别强。

镉还可以通过施用磷肥、排放污水和污泥等进入土壤，造成局部污染。

食物中的镉：

甲壳类和动物的肝、肾含镉量很高。镉进入人体的途径主要是通过饮食和呼吸。

烟草富集镉的能力很强，含镉量通常是土壤的几十倍。香烟中的镉以气溶胶的形式进入肺部，损害吸烟者和他人的健康。

肾是镉潴留和排泄的主要器官之一，受镉影响较大，易引起动脉硬化性肾萎缩和肾盂肾炎。

镉的危害：

镉可取代钙，导致骨骼疏松和软化，致畸，甚至致癌。

1955年，位于日本神通川上游的神冈矿炼锌厂将含镉量很高的废水排入神通川。居民长期食用含镉米，且体内钙和维生素D的含量又很低，导致骨痛病（痛痛病）的发病率大大提高。

肺对镉很敏感，吸烟者肺癌发病率显著高于不吸烟者；肝是镉最大的蓄积器官，可引起肝功能异常；镉还可以置换锌酶中的锌而破坏锌酶的作用，引发高血压、心血管等疾病。在日常饮食中应尽量选择Zn/Cd比值大于40的食物，少食用Zn/Cd比值小的食品，如精加工食品、罐头食品、咖啡、烈酒、软水、碳酸饮料等。

硒对镉的毒性有拮抗作用。镉影响生物必需元素铜和铁的代谢。

含镉废水的处理：

①中和沉淀法——在含镉废水中投入石灰等，使镉离子变为难溶性沉淀。

②离子交换法——镉离子比水中其他离子与阳离子交换树脂有更强的结合力，能优先交换。

大米镉含量超标

我国国家标准《食品中污染物限量》（GB2762—2012）规定，大米中镉含量不得超过0.2mg/kg。2013年第一季度广州市餐饮监督检查中，发现大米及米制品镉含量超标非常严重。抽检18批次产品，仅10批次合格，合格率不到56%。大米中镉含量超标的重要原因是农田土壤中遭受镉等重金属污染。镉污染大多数来自采矿和冶炼，一些廉价磷肥（由磷矿焙烧）中也含有镉元素。镉是提炼锌矿时得到的副产品，通常随废水排入环境中，通过灌溉危害土壤，即使距离冶炼厂较远的地方，其排放的废气扩散后，也可能随降雨落入农田。水稻是对镉元素吸收最强的谷类作物，在相同条件下，土壤中镉含量升高，大米中镉含量也会相应提高。镉在酸性条件下易溶于水，更易被植物吸收。因此，南方酸性土壤种植的稻米中镉含量超标情况比北方碱性土壤种植的稻米中镉含量严重。世界卫生组织提出的安全标准上限是每周每千克体重摄入7μg，相当于一个体重为60kg的正常成年人，每天摄入不超过60μg。例如，一个体重为60kg的正常成年人，每天吃200 g超标大米（以每千克含镉0.25mg计算），并没有超过世界卫生组织设置的安全线；如果一个人每天吃500g达标大米（以每千克含镉0.15mg计算），摄入量就会超过安全线。为了降低镉超标大米对人体健康的影响，主食尽可能多样化，减少对大米的单一依赖。南方人则应多吃北方种植的大米。此外，鱼的鳞片、鱼鳃、肝脏、其他内脏中残留的镉浓度，分别是鱼肉的18、4.6、4和2.8倍，所以烧鱼前应将这些部分清除干净。镉对身体危害最严重的是结缔组织损伤、生殖系统功能障碍、肾损伤、致畸和致癌。最新研究成果表明，镉能引发人类乳腺癌。如果土壤已被镉污染，可以种棉花、桑树等非食用农作物，边治理，边使用。

3.古今中外话铅中毒

铅的主要毒性在于它能与人体多种酶的活性基团——巯基结合，造成生化和生理功能障碍，特别是中枢神经系统的损害，从而引起智力衰退、贫血、行为失常等病症，并且还能通过母体向后代传递。人类使用铅的历史已有四千余年，但是直到二百年前才发现它有毒性。

生活中铅污染的来源：

油画棒、蜡笔、彩图中都有含铅的化合物。近年来发现部分婴儿奶瓶的彩色图案中重金属释出量超标，其中铅释出量超出国家标准的20～30倍。部分品牌的方便面的铅含量均达到临界值0.5mg/kg。

此外，铅污染还有野禽经铅弹猎杀后，肉中未剔除干净的铅末；食品罐头接缝处的铅锡焊料因有机酸而溶出；吃烛光晚餐，点生日蜡烛时，慢燃蜡烛的烛芯及彩色蜡烛中都加有含铅化合物。

铅的危害：

皮蛋腌制过程中需要加入黄丹粉或铅盐，用这种方法制作的皮蛋中铅含量为鲜蛋的数十乃至数百倍。手摇爆米花机采用金属铅作密封盖，造成严重铅污染。

由于六岁以下儿童肝脏解毒功能远不及成年人完善，对铅毒吸收率高达50%，约为成年人的5倍，儿童呼吸道的吸收率也比成人高两倍左右，受铅毒危害，将影响智力发育。目前，人体中的铅主要来自被污染的空气。空气中铅的微粒，80%来自汽车排放的废气。我国从1997年在上海首次推广无铅汽油后，许多城市都已使用无铅汽油。

食用富含钙、铁的优质蛋白质，如牛奶、蛋、瘦肉或鱼、虾、鸡内脏及豆制品等，并选用低脂肪、多糖和多淀粉的食谱，可抑制铅的吸收和潴留，保护和增强肝脏的解毒功能。此外，苹果、杏子、橘子、山楂等水果中的果胶能使进入肠道的铅发生沉淀而排出体外。大蒜中含硒量较多，对铅的毒性有拮抗作用。

罗马帝国衰落之谜

公元前2世纪，希腊被罗马帝国征服。随着希腊先进酿酒及烹饪技术的引入，一种新奇的金属制品也成为罗马贵族阶层的日用珍贵器具。用它制作的器具，光亮，不易锈蚀。贵族爱喝的葡萄酒中加入这种金属粉，可以除掉酸味，还可以使酒醇香而甜；有轻泻作用的蜂蜜在这种金属容器中加热后成了止泻药；用这种金属粉制成的化妆品，可让贵族夫人的皮肤更白……这种金属就是铅（如图4.12所示）。

图4.12　铅

科学家发现铅中毒后不仅有失眠、头痛、乏力等症状，还会导致不孕、不育、流产、死胎，并且毒害神经系统，造成智力低下。铅毒在充分享用当时铅文明的贵族中像瘟疫一样蔓延，这也是罗马帝国衰亡的重要原因。

贝多芬的死因

1827年，音乐大师贝多芬去世，经验尸后发现其原因是铅中毒而导致肝硬化。据分析，在贝多芬生前时代，德国酿酒者常用铅盐处理酒中酸味。贝多芬晚年贫病交加，又苦于耳疾而常借酒浇愁，以致造成铅中毒。

图4.13　贝多芬

4.代替砒霜的毒物——铊

我国高等学府中，已发生多起“铊中毒”事件。铊及其化合物都有毒，常用于制杀鼠毒药，是剧烈的神经毒物，可引起肝、肾损害。铊的特殊毒性是损伤睾丸和致突变、致畸作用。铊常与碱金属共存。

一般认为含铊化合物经口服，对人的急性毒性剂量是（6～40）mg/kg，成人最小致死量约为0.8g（相当于12mg/kg），儿童致死量0.5～1.0g。

大部分铊中毒病例涉及意外摄入、自杀或谋杀。在欧洲，铊作为一种谋杀毒物已代替砷。砒霜的主要成分是三氧化二砷，较难溶于水（2.04g/100g水，298K）。硫酸铊溶于水，且溶液基本无味，因此造成的后果更严重。

急性铊中毒时，可出现昏迷、抽搐、休克、幻觉等症状。两周左右出现典型的铊中毒症状——毛发脱落。先斑秃，后全部头发脱落。

慢性铊中毒时，可出现头痛、失眠、多梦、记忆力减退等神经衰弱症状。脱发、皮炎、智力受影响。一般在接触后两周左右，末梢神经痛觉过敏表现突出，稍有触动即感到疼痛难忍。后期则出现肌肉萎缩，严重者会发生癫痫等症状。

铊化合物的毒性作用机理目前仍不十分清楚，迄今尚未找到理想的解毒药。临床上使用过活性炭，金属螯合剂（普鲁士蓝、二硫代氨基甲酸盐、双硫腙等），巯基化合物（二巯基丙醇、巯基乙胺、二巯基丙磺酸钠、青霉胺等），含硫氨基酸（半胱氨酸、甲硫氨酸等），组胺以及氯化钾，钙盐和硒等，但各种解毒药皆有其局限性。

拿破仑死亡之谜

中子活化分析方法是利用中子对样品进行辐照，通过对放射性的测定，可鉴别和确定样品中核素的成分和含量。这种方法取样量少、灵敏度高，在地质、考古、材料分析、生物医学中有十分广泛的应用。例如，法国皇帝拿破仑一世在滑铁卢之战惨败后，从1815年6月起被囚禁于大西洋中远离法国本土的圣赫勒岛上，死于1821年5月5日，死前经常呕吐和虚脱，全身浮肿。1961年，英国科学家史密斯（Smith）利用中子活化分析，分析了当时贴身侍卫珍藏的拿破仑的头发，结合死前症状，终于揭开拿破仑死亡之谜——砒霜加氰化物慢性中毒。无独有偶，一百年来，我国史学界关于清朝光绪帝的死因也争论不休。2008年11月2日，国家清史工程编纂委员会公布了一份采用现代刑侦和高科技手段检测的“光绪死因报告”，首次披露：光绪遭人下毒身亡。光绪的头发经“中子活化”分析，有两处砷含量明显异常，最高值竟是普通人的2404倍。究竟是谁对光绪下了毒？还有待史学家进一步研究。

学科学的道德底线

2005年8月，一起离奇案件震惊全日本。日本静冈县伊豆市一所精英中学中一名16岁高一女生利用铊毒杀其亲生母亲，令其慢性中毒，且竟然还写下网络日记，全程记录母亲中毒后的种种症状，在毒害母亲前，她已经在家中小动物身上进行过实验。

这名高一女生是该校科学兴趣小组成员，最崇拜的人是英国臭名昭著的“茶杯毒药杀手”格雷厄姆·杨（Graham Young）。格雷厄姆·杨自1962年14岁起便开始在家人身上试用一种常人难以接触到的剧毒药——铊，先后毒死了包括继母和同事在内的多人。

想一想，学科学的道德底线是什么？

据2008年4月公布的由中科院心理研究所主持的我国首次城市居民心理健康抽样调查结果显示，16～18岁的青少年的心理健康水平处于最低谷，即高中生是我国心理健康水平最低的人群。调查发现，我国城市居民心理健康水平在16～30岁之间会形成一个“谷底”。从12岁（初一）开始，心理健康指数逐年下降，高中阶段跌至最底，19岁后开始较快上升，30岁后上升趋缓。

每个人都会碰到心理问题，如果心理问题解决不了，则会形成心理障碍，这时要主动调整自己的心态，多与同学老师沟通、交流，如果还是无法调整过来，最好向心理医生求助。

长期以来，在家庭教育、学校教育和社会教育中，过分重视对青少年的应试教育、成才教育而忽视生命教育，缺乏对青少年的人文关怀，使青少年很难有一种人文的自觉去直面人生的挫折与磨难，很难懂得生命的价值和意义。

上海是国内最早开展生命教育的地区之一，学校目前都已设立心理健康辅导室，配备专职心理健康教育教师。但是，仅靠一两次生命教育课程或心理辅导，还远远不能解决，更应注重亲子沟通和人生引导。