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重金属与健康


重金属与健康——环保与健康科普知识讲座(一)
一、 什么是重金属?什么是重金属污染? 环保健康领域所指重金属主要指“五毒” ,即铅、汞、铬、砷、镉。 上述 5 种加上铜、锌、镍 3 种,即为通常所指的 8 种重金属,工业上 常用、对生物体有毒性,对环保健康的影响较大,单独列出。 化学意义上的重金属是指密度在 4.5(4~5)g/cm3 以上的金属,一般属 于元素周期表中原子序数大于 23 的过渡元素,约 45 到 60 种,如铜、铅、 锌、铁、钴、镍、锰、镉、汞、钨、钼、金、银等。 其中砷为类重金属,当成毒性较强的重金属。硒也为类重金属,被当 成重金属。 尽管锰、铜、锌等重金属是生命活动所需要的微量元素,但是大部分 重金属如汞、铅、镉等并非生命活动所必须,而且所有重金属在人体内超过 一定浓度都对人体有毒。 重金属污染——人类活动向环境(土壤、水体、大气或人体)添加有 害物质;以特定参照数据(如土壤背景值加二倍标准差)为临界值来判断,超 过此值则认为环境已被污染;当加入环境的污染物超过环境的自净能力,或 污染物在环境中积累量超过基准值,而对生态系统造成了危害,此时认为环 境被污染了。 二、 重金属的来源和污染途径 重金属是地壳岩石中的天然成分。 对环境造成重金属严重污染的主要来源是人类的生产活动, 如: 采矿、 冶炼、使用到重金属的工业生产过程、施用农药、汽车发动机燃烧汽油等。 重金属污染是通过废水、废气、废渣将重金属元素及其化合物排放入 环境造成的。 比如,湘江流域的重金属污染,主要来源即为上游开采矿及冶炼过程 中,雨水浸泡冲刷矿场、矿渣堆产生的渗滤液或溶液,化学溶剂溶蚀矿物质 产生的废水,顺流而下造成的。 从重金属污染的传播途径来看,我国农业土壤污染的来源主要有 3 个 渠道,分别是大气沉降、污水灌溉、固体废弃物。大气沉降主要是指在人类

活动中产生的各种重金属粉尘进入大气之后, 经过自然沉降或雨水进入土壤 中,突出表现在煤矿、道路附近的土壤重金属污染高于内地,城市郊区的土 壤重金属污染明显高于农村。近年来,随着工业化进程的加快,许多工矿企 业的污水未经分流处理便和生活污水一道排放,造成农业土壤被大量污染。 汽车发动机燃烧汽油是重金属污染的一个重要途径。我国车用汽油的 牌号有 70 号、80 号、90 号-98 号等,牌号数值就相应表示这种汽油的辛 烷值大小,辛烷值越高,表示汽油的抗爆震性能越好,耗油也越省。一般来 说,直馏汽油的辛烷值只有 40 到 50,为达到国家规定的要求,汽油中还需 掺入催化裂化、 抗爆剂、 抗氧剂、 金属钝化剂和清净剂等添加剂。 换句话说, 汽油为了提高辛烷值,通常要加入一定数量的四乙基铅。四乙基铅是一种金 属铅,有水果香味,易溶于有机溶剂和油脂中,挥发性强,有剧毒,所以人 们使用汽油时要加小心,千万不要用嘴吸取汽油。所谓的“无铅汽油”同样含 有四乙基铅(金属铅) ,只不过含铅量较少罢了。使用含铅汽油的汽车尾气 中含铅,随空气被人们吸入体内,对健康造成危害,尤其是儿童,可影响他 们的智力发育。 给你列个公式,你就明白了: 汽油中的金属钝化剂=四乙基铅(金属铅)=剧毒、高致癌物=“ 燃 烧后”leaded=石墨铅=积炭 ·无铅汽油不等于无害汽油 无铅汽油中常用芳烃、 烯烃、 含氧化合物以及异构烷烃替代四乙基铅, 这些成分中含芳香烃类物质,如苯、苯是一种致癌物质。无铅汽油中所含的 甲基叔丁基醚,有些人接触它后,会出现头疼、眩晕、恶心等症状。有的无 铅汽油中含有羰基锰,为神经性毒物。 三、 重金属对人体健康的影响

重金属的污染特点有:来源广,残留时间长,自然环境中不可被消除, 不能被生物降解,相反可通过食物链富集,在人体内能和蛋白质及酶等发生 强烈的相互作用,使它们失去活性,也可能在人体的某些器官中累积,造成
慢性中毒,这种累积性危害有时需要一、二十年才显示出来。重金属有放大

效应,水体中的重金属通过生物转化为毒性更强的金属化合物,如汞的甲基

化作用就是其中典型例子。 在天然水体中只要有微量重金属即可产生毒性效 应, 一般重金属产生毒性的范围大约在 1—10mg/L 之间, 毒性较强的金属如 汞、镉等产生毒性的质量浓度范围在 0.01—0.001mg/L 之间。 重金属的污染有时会造成很大的危害。 例如, 日本发生的水俣病(汞污染) 和骨痛病(镉污染)等公害病,都是由重金属污染引起的,所以.应严格防 止重金属污染。 重金属对人体的伤害常见的有: 汞:食入后直接沉入肝脏,对大脑视力神经破坏极大。天然水每升水中 含 0.01 毫克,就会强烈中毒。含有微量的汞饮用水,长期食用会引起蓄积 性中毒。朱砂。 铬:会造成四肢麻木,精神异常。 砷:会使皮肤色素沉着,导致异常角质化。雄黄,砒霜。 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。 铅:是重金属污染中毒性较大的一种,一但进入人体很难排除。直接伤 害人的脑细胞,特别是胎儿的神经板,可造成先天大脑沟回浅,智力低下; 对老年人造成痴呆、脑死亡等。 钴:能对皮肤有放射性损伤。 钒:伤人的心、肺,导致胆固醇代谢异常。 锑:与砷能使银手饰变成砖红色,对皮肤有放射性损伤。 铊:会使人得多发性神经炎。 锰:超量时会使人甲状腺机能亢进。 锡:与铅是古代巨毒药“鸩”中的重要成分,入腹后凝固成块,坠人 至死。 锌:过量时会得锌热病。 铁:是在人体内对氧化有催化作用,但铁过量时会损伤细胞的基本成 分,如脂眆酸、蛋白质、核酸等;导致其他微量元素失衡,特别是钙、镁的 需求量。 这些重金属中任何一种都能引起人的头痛、头晕、失眠、健忘、神经 错乱、关节疼痛、结石、癌症(如肝癌、胃癌、肠癌、膀胱癌、乳腺癌、前

列腺癌及乌脚病和畸形儿)等;尤其对消化系统、泌尿系统的细胞、脏器、 皮肤、骨骼、神经的破坏极其严重。 为什么汞、镉、铅、铬以及类金属砷等,可以让人体中毒? 因为镉与钙具有类似的原子半径,进入人体后,会和钙发生竞争,进而 取钙而代之。钙离子作为细胞内的信使,维持着细胞内各种代谢活动的正常 进行,而镉进入细胞,替钙发出信号,扰乱了细胞正常的生理活动,诱导细 胞凋亡。 在研究中还发现,重金属还能使细胞中活性氧升高,损伤了 DNA,同时 还启动了线粒体信号通路,诱导细胞凋亡。 不同的重金属,危害不同的靶器官,如,镉主要损伤骨骼、肾脏、生殖 等组织器官,而汞则与神经细胞亲和。因为汞和神经细胞亲和,所以血液中 的金属汞可以顺利地通过脑血屏障,进入脑组织,损害神经细胞。 金属的密度(20℃,g/cm3) 金 19.32 铂金 21.45 银 10.53 铜 8.93 铁 7.87 锡 7.3 铝 2.70 锌 7.13

【体内重金属超标的症状及危害】
铅:人体内正常的铅含量应该在 0.1 毫克/升,如果含量超标,容易引起 贫血,损害神经系统。而幼儿大脑受铅的损害要比成人敏感得多。 砷:俗称“砒霜”,如果 24 小时内尿液中的砷含量大于 100 微克/升就使 中枢神经系统发生紊乱,并有致癌的可能。而且如果孕妇体内砷超标还会诱 发畸胎。 镉:正常人血液中的镉浓度小于 5 微克/升,尿中小于 1 微克/升。如果 长期摄入微量镉容易引起骨痛病。 汞:正常人血液中的汞小于 5-10 微克/升,尿液中的汞浓度小于 20 微克 /升。如果急性汞中毒,会诱发肝炎和血尿。人体含汞量为 13mg,如果人体 汞的含量达到 130~150mg 时便会造成死亡。

四、

重金属污染防治

1、 源头控制。 重金属污染的控制、防治,需从整个产业体系做好顶层设计,并考虑与 其他产业体系的协同发展。此外,国家要加速淘汰落后技术和产能,加快调 整产业结构,推进有色金属产业向绿色清洁方向发展。关停并转。 2、 土壤重金属污染防治 目前,截断污染源之外,修复土壤重金属污染主要有以下几个途径。一 是改变重金属在土壤中的存在状态, 降低其在环境中的迁移性和生物可利用 性; 二是利用生物或工程技术方法从土壤中去除重金属; 三是改变种植制度, 避免重金属通过食物链影响生物和人体健康。 具体的措施为化学固定、土壤淋洗、热脱附、蒸汽萃取、电动修复、生物 修复法和农艺措施等。依据重金属污染的特点及改良修复技术的原理,目前重金 属污染土壤的改良修复主要有物理修复、生物修复和化学修复 3 种。 3、 水体重金属污染防治 地面水应加强监测,定期不定期监测 106 项以上指标。采样时间与采样 频率如下: (1)饮用水源地:全年采样不少于 12 次,采样时间根据具体情况选定。 (2)河流:较大水系干流和中、小河流全年采样不少于 6 次,采样时间为 丰水期、枯水期和平水期,每期采样两次。流经城市或工业区,污染较重的 河流、游览水域,全年采样不少于 12 次。采样时间为每月一次或视具体情 况选定。 (3)排污渠:全年采样不少于 3 次。 (4)底泥:每年在枯水期采样一次。 (5)背景断面:每年采样一次。在污染可能较重的季节进行。 (6)潮汐河流:全年按丰、枯、平三期,每期采样 2 天,分别在大潮期和 小潮期进行,每次应当在当天涨潮、退潮时采样,并分别加以测定。涨潮水 样应当在各断面涨平时采样, 退潮时也应当在各断面退平时采样, 若无条件, 小潮期可不采样。 (7)湖泊、水库:设有专门监测站的湖、库,每月采样不少于 1 次,全年

不少于 12 次,其他湖、库每年采样 2 次,枯、丰水期各一次。有废水排入、 污染较重的湖、库,应酌情增加采样次数。 你家的水塘、水井、湖泊、自来水管、净水器是否检测过水质呢? 水体重金属污染的防治途径主要包括两方面, 即: 源头控制和污染修复。 污染修复的方法主要有河流稀释法,化学混凝、吸附法,离子还原、交换法,生物 修复法,电动力学修复法,生物膜修复法,底泥疏浚法等。 水体生态修复技术利用参与生物修复过程的生物类群,包括微生物,植 物,动物以及它们构成的生态系统对污染物进行转移,转化及降解作用,从 而使水体得到净化的技术。可以与绿化环境及景观改善结合起来,实现生态 修复的最大效益。 如在水体中适当种植对重金属具有吸附作用的浮水植物和 挺水植物,比如凤眼莲,香蒲,黑麦草,水芹菜等,可达到既净化水质,又 改善生态环境的目的。 1 万平米植物一昼夜就可以吸附几百到几千克重金属, 重金属去除率可达 95%~97%。 生物修复技术符合可持续发展原则,目前已成为全世界普遍关注的水环 境修复技术。 4、 大气重金属污染防治 参见柴静的纪录片。 降增长,调结构;加强监管与执法;联防联控;技术创新。 唯一的建议是少开车,离工厂、机动车主干道道路远点。 5、 日常生活中重金属污染防治 重金属进入人体的途径主要有三种,分别是吃的食物、饮用的水和呼 吸的大气,某些情况下皮肤吸收也是一种途径。 重金属在生物圈内有一个迁移的物流。水的污染通常都是由当地工厂 废水排放造成的,这些含有超标重金属的废水一旦排到干净下游,就会污染 大片水源。由于这种受重金属污染的水在颜色、气味等方面与正常水没有差 别,农民根本看不出来,一旦用这些水来灌溉,必然会让土壤及农作物成为 重金属污染对象,镉大米极有可能是这样产出的。人吃了在重金属污染的土 壤上种出来的农作物,很容易受到重金属的毒害。

既然重金属污染危害这么大, 那么那些受到重金属污染的粮食、 蔬菜、 水果我们能不能通过多浸泡、 多清洗或多煮来去除重金属呢?这些效果都不 大,因为重金属污染是从植物根系中上来的,它存在于植物的体内,不像农 药那样大部分都喷洒在农作物外表,多洗就可以清除干净。 食物中的重金属很难清除,那么我们有什么办法可以避免重金属中毒 呢? 总的原则有两条,一是“防”,吃不起,我躲总可以吧,减少重金属的摄 入;二是“排”,想办法排出体内的重金属。 一、如何防 (1)食物结构多样化,“杂”地取食。比如南方人应该搭配多吃北方食 品,吃不惯面的,可以吃小米,非得吃大米的,可以不同产地、不同品牌换 着吃。 (2)少抽烟或不抽烟。依据威望部门测试,烟叶中镉、砷的含量出奇 的高。 (3) 少吃或不吃动物内脏动物内脏。 现在家畜家禽全靠工业饲料喂养, 这些饲料具有不确定性,一旦不安全食物被动物食用后,比如动物所吃的饲 料,喝的水如果被重金属污染了,都要靠内脏来代谢,一些重金属等有害物 质就会沉积在内脏里,特别是猪肾中镉含量更高。 (4)少吃淡水鱼、贝壳类水生动物。河水湖水污染严重,重金属沿着食物 链层层累积,而淡水鱼处于食物链的上层,比较容易富集重金属。而深海污 染相对较小,因而建议吃深海鱼来替代。贝类也有较强的富集镉、汞、砷等 重金属的能力。吃海鲜每天最好不要超过一种,数量不要超过 100 克;尽量 食用体积小的海鲜。体积大的海鲜处在食物链较高层,体内富集的污染物较 多;不吃或少吃鱼头、鱼皮、内脏、鱼卵、鱼翅。人们一般要花 30 天的时 间排除系统中的水银,所以如果吃了被水银污染较重的鱼类,应该在 30 天 以内不要再吃类似的食物。

(5)少吃油炸食品和膨化食品。油炸食品和膨化食品中含有的铅和 铝(铝属于轻金属)比较多。顺便说一下铝,铝是一种低毒、非必需的微量 元素,是引起多种脑疾病的重要因素;它是多种酶的抑制剂,其毒性能影响 蛋白质合成和神经介质, 铝可使脑内酶的活性受到抑制从而使精神状态日趋 恶化,因此长期过量摄入铝可使人视觉与运动协调失灵、记忆衰退、损伤大 脑,甚至导致老年痴呆。例如油条,因为在制作过程中运用了明矾,无论是 明矾本身还是产生的氢氧化铝都含有铝;薯片、虾条等膨化食品中的添加剂 含有铝,有可能导致铝摄入量增高,而街头爆米机崩出的爆米花更可怕,由 于爆米机的铁罐内涂有一层含铅的合金,当给爆米机加热时,其中的一部分 铅会变成铅蒸气进入爆米花中,因而含铅量极高。 (6)少喝易拉罐饮料,改喝瓶装饮料或是直接用自家的杯子饮用白开水 更健康。易拉罐以铝合金做材料,罐内壁涂了一层有机涂料,使铝合金和饮 料隔离。有些生产不合格的铝罐在加工过程中,很可能有的地方没涂上保护 性涂料,或者涂得过薄,致使罐内壁铝合金与饮料接触。久之,铝元素逐渐 溶化其中,尤其是罐中饮料带有酸性或碱性时危害更大。据科研人员对 22 种饮料的调查发现,易拉罐饮料中铝含量比瓶装饮料高 3~6 倍。 (7)少吃易富集镉的蔬菜,比如生菜、莴苣。 (8)禁止用暖水壶、热水瓶类器皿装啤酒、酸梅汤、橘子汁等食物 ,
不用有毒物包装食品,不用破损了的金属餐具,定期专业清洗净水器 。因为器皿中

有水垢,水垢中含有镉、砷、汞、铅等重金属,遇酸会溶化,污染食物,造 成对人体的危害。如果一定要装,装前要用醋酸洗,清除水垢后再用。在食 品包装上,也存在一些潜在的危险 由于印刷质量的问题,一些包装袋油墨 中的铅会“污染”食物。比如用来盛放爆米花的筒,街道上用来裹 “土掉渣烧 饼” 、 “肉夹馍”的纸袋等。人们日常用的不锈钢餐具和陶瓷餐具,也是重金属 污染的重要来源。为了防止生锈,不锈钢餐具中会含有一定量的铬、镍,如 果餐具表层的镀层遭到破坏,铬、镍就会析出。而陶瓷餐具釉面上印刻的彩 色花纹中则含有一定量的铅。一个季度或每月专业清洗一次净水器,用洁净 水洗净内胆及管路,洗水置换排放干净。饭前洗手。采用绿色环保建材,购

买含铅量符合国家规定的水龙头,大品牌的饮水设备。清晨用水时最好先放 出一脸盆水左右。放出来的水可以拖地板、冲马桶等


(9)水果要去皮后再吃。因为果农为防止病虫害,应用长效杀虫剂, 中间含有汞、镉等重金属,建议去皮后再吃。 (10)有条件的尽量选择有机蔬菜和绿色食品。什么好处搜搜百度就知 道,在此不多说。 (11)含有朱砂的药品或保健品不能吃,吃药前要仔细看说明书。因为 朱砂的主要成分是硫化汞,已经被证明含有剧毒,在美国、日本等国家是被 禁止入药的。日前据媒体报道,同仁堂再陷汞超标危机,40 种药品被曝含 有朱砂,健体五补丸、牛黄千金散、小儿至宝丸等的汞含量远超国际标准。 此前,“六味地黄丸”、云南白药、汉森四磨汤等均被卷入重金属超标的争议 风波。现在药品也不能让人放心了。 二、如何排 服用适量的牛奶或生鸡蛋清等含蛋白质较高的食物可预防重金属中毒, 因为蛋白质遇到重金属离子会变性失活,从而将重金属离子结合掉,排出体 外。 但是目前在中国, 喝牛奶有三聚氰胺的风险, 吃鸡蛋有禽流感的风险 (生 吃蛋清更不可行啦),那么还有其它简单可行的抗重金属食疗方法吗? 答案是有的。 (1)食用牛奶、豆浆等高蛋白类食物,牛奶中的蛋白质和重金属螯合后,形 成“重金属-蛋白复合物”,将重金属排出体外。豆制品,比如豆浆,也是高 蛋白食物。 不过, 大豆现在都是转基因大豆, 有什么不良影响目前尚未定论。 (2)喝茶。茶叶中的茶多酚可以将重金属离子紧紧抓住,将其排出,但因其 也富含重金属,所以千万不要喝隔夜茶。

(3)少食鸡头、鱼头、鸭头、鹅头等。很多重金属会储存于脑组织中,所以 不宜多吃,而且,小鸡、小鱼比大鸡、大鱼安全。民谚有“10 年鸡头赛砒霜”之 说。 (4)补充维生素 C、E,抗氧化类食物。这类食物可以降低重金属产生的活性 氧对 DNA 的损伤。还有来自于食物的膳食纤维,膳食纤维中含有多种活性基根, 可以和重金属螯合后,将其排出体外。 (5)多食用菇菌类食物(食用菌)。常见的蘑菇、冬菇、平菇、金针 茹等等都是食用菌。食用菌都具有高蛋白及多种氨基酸,含量介于肉类和蔬 菜之间, 是常见蔬菜的 3~6 倍, 而食用菌干品的蛋白质含量一般为 20%~40%, 甚至高于鸡蛋和牛奶。有条件的还可以吃些稀罕的野生食用菌,如灵芝、榛 蘑。 浙江大学某实验室曾采用食用菌食谱对正常人和烟酒嗜好者做过试验。 以灵芝做汤,榛蘑做主菜,让试验者每天食用,连续食用 100 天,其它饮食 习惯不变,结果得到以下数据: 铅 Pb 组别 人数 正常组 烟酒嗜好 组 12 13 服前 含量 331.92 458.8 人数 12 13 服后 含量 267.63 278.77 人数 12 13 服前 含量 12.56 19.99 镉 Cd 服后 人数 12 13 含量 6.88 7.26

注:含量为平均含量。 从数据上我们可以看到,“灵芝+榛蘑”食谱对正常人和烟酒嗜好者的血 铅、血镉均有明显的降低效果,而烟酒嗜好者尤其明显,服后与服前相比, 血铅降低了约 39%,血镉降低了约 58%。

当然了,抗重金属食谱只能起到保健预防的作用,经常食用可远离重金 属的危害,如已经重金属中毒了,则远水救不了近火,须马上送医院治疗, 而食疗仍可以作为辅助手段,菇菌类食物是其中的首选。 蔬菜是较易富集重金属的作物之一,蔬菜中重金属污染的来源主要有: 自然环境中高本底值含量; 农用化学物质 (如化肥、 农药、 杀菌剂、 除草剂、 农用塑料薄膜等)的使用;工业三废的排放造成环境的污染,污水灌溉及污 泥施肥等。另外随着我国采矿业、冶金业及交通运输业的发展,随着城市化 进程的加快,特别是乡镇企业的发展,而引起农村生态环境的破坏,也是农 作物(包括蔬菜)重金属污染的一个重要方面。蔬菜产品的重金属污染问题 早已引起我国蔬菜工作者的重视,并作了大量的研究。 如何降低蔬菜产品中重金属含量归纳起来大致有以下几点: (1)选择适宜的蔬菜生产基地,远离工业三废以及交通要道。据各方 面研究报道,大气中的重金属主要来源于工业生产、汽车尾气排放及汽车轮 胎磨损产生的大量含重金属的有害气体和粉尘等, 它们主要分布在工矿的周 围和公路、铁路的两侧,且以工矿为中心向四周辐射或以公、铁路为轴向两 侧扩散。 (2)合理施肥,严禁使用城市污水灌溉和污泥施肥。城市污水包括生 活污水、商业污水和工业废水,其中含有大量的有害重金属离子。污泥中虽 含有大量的有机质和氮、磷、钾等营养元素,但同时也含有大量的重金属。 因此,使用污水、污泥灌溉农田使重金属随污水、污泥进入土壤从而造成农 作物的污染。 (3)对土壤中重金属污染物进行治理。总的来说目前大致有四种治理 方法: ①生物治理法,是指利用生物的某些习性来适应、抑制和改良重金属 污染。主要包括动物治理法,即利用土壤中低等动物如蚯蚓、鼠类等吸收土 壤中的重金属;微生物治理法,即利用土壤中的某些微生物对重金属具有吸 收、沉淀、氧化和还原等作用,降低土壤中重金属的毒性;植物治理法即利 用某些植物能忍耐和超量积累重金属的特性清除土壤中的重金属。

②化学治理法, 是指向土壤中投入改良剂、 抑制剂, 增加土壤有机质、 阳离子代换量和粘粒含量,从而改变土壤 pH 值、氧化还原电位(Eh)和电 导率等理化性质,使土壤重金属发生氧化、还原、沉淀、吸附、抑制、拮抗 等作用,以降低重金属的生物有效性。 ③农业治理法,是指因地制宜地改变耕作制度来减轻重金属的危害, 在污染土壤中种植不进入食物链的经济作物; 控制土壤水分以改变其氧化还 原电位(Eh);实行配方施肥,选择能降低土壤重金属污染的化肥,增施有 机肥;有目的选择农作物的品种等。 ④工程治理法,是指利用物理和物理化学的原理来治理土壤重金属污 染,主要有:客土、换土、翻土法、淋洗法即用淋洗液来淋洗污染土壤;热 处理法即将污染土壤加热使挥发性的污染物(Hg)挥发并收集回收进行处 理; 电解法即使土壤重金属在电解、 电迁移、 电渗和电泳等的作用下被移走。


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