微量元素与人类健康

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1、微量元素与人类健康浙江省奉化市武岭中学徐哉芳人是有生命的物质，与其它物质一样也是由各种化学元素组成的。在这些 元素中，通常把含量高于1/10000的称为常量元素；含量低于1/10000的称为微 量元素（痕量元素）。人体中常量元素有11种：O、C、H、N、Ca、P、K、S、Na、Cl、Mg，共 占人体质量的99、95%。其中C、H、O、N、S、P占94%称为基本结构元 素，K、Na、Ca、Cl称为宏量矿物元素。H、O两种元素的H2O占人体总质量 的 7 0%； O 占 65%。这些人体内必需的元素其主要功能有三个方面；维持人体细胞内外液体 的渗透平衡，调节体液的酸碱度，形成骨骼等硬组织、支撑身体

2、、维持有力的 运动形式。维持神经，肌肉细胞膜的生物兴奋性，传递信息，使肌肉收缩。 促使血液湖凝固和催化体内生物化学反应。体内C、H、O、S、N、P又是构成人体蛋白质、脂肪、糖类及核酸的主要 成分。没有它们，生命将不复存在。99%的Ca构成骨盐存在于骨骼与牙齿中、 1%的Ca用于体液中维持正常的生理功能。微量元素大致可分为三类： 人体必需的：Fe、I、Cu、Zn、Mn、Co、Mo、F、Se、Cr、Sn等。 有害的：As、Cd、Hg、Pb、Sb、Ba、V等。其中Cd、Hg、Pb是有名的 有毒元素。 有待进一步研究的：Ti、Ni、Si等。这些微量元素虽然仅占人体总量的0.5%浓度极低，如Co元素还不

3、到十亿 之一。但其作用是非同小可，生理功能显著。由于元素含量低，过去在生活中 常常被被忽视。下面我们介绍几种与我们日常生活比较接近的微量元素。有害的微量元素Pb、Hg、Cd。一、铅 Pb铅是大家熟悉的一种金属，人类使用的七种金属（Cu、Au、Ag、Sn、 Pb、Fe、Hg）之一。过去曾用作盛酒的容器，也用作输水管。目前我国的广大 农村还有用铅和锡合金制盛酒的容器，爆米花机的密封盖处有一层用铅锡合金 制成金属垫，用以保证热气不外漏。油漆、汽油中含铅。这些都成为人类铅中 爆的源头。铅广泛应用于各个领域。椐统计全世界每年生产铅约有350万吨，过去大 约有10%（过去）以烷基铅的形式作为汽油抗爆剂使用

4、，这些铅在汽缸中燃烧 后排出，会污染大气。其中约40%用于制造铅蓄电池，还用于制造电缆外套、 建筑材料、炸药等。在上述这些工业部门的生产过程中、以及产品使用过程中，都要排放出大 量含铅的废气、废水和废渣。仅每年排入空气中的铅就有数万吨之多。从测定 城市树木不同年轮的含铅量可以看出近50年来铅含量在急剧增加。研究地球上 铅含量分布可知：城市高于农村；靠近公路的植物和土壤含铅高于远离公路的 地方。美国马里兰州的公路两旁测定结果：距离公路0. 3米处的干燥土壤中的 铅含量是离公路300米处的3.6倍。在人类生活的环境里，股含量在不断增加，而人每天都要呼吸周围的空 气，要饮水，要吃由土壤种出来的粮食。

5、人体里的铅含量，也在不断增加。现 代人体中的铅含量，大约是百万分之一点一七，比古代人高出100多倍。铅能 通过呼吸道、消化道、皮肤等进入人体，通过逐渐积累的形式，蓄积于肾脏、 骨骼等组织、器官中，造成慢性中毒。铅的毒性表现，主要是损害神经系统、 造血器官和肾脏。常见症状是、食欲不振、头痛失眠、肌肉酸痫、肠胃炎、贫 血、口腔有金属味等。严重者可发生休克甚至死亡。为了防止铅中毒，许多国家都规定食品中的最高铅含量。如我国食品卫生 标准规定、冷饮食品、奶粉、炼乳、味精、酱类等铅含量不得超过1mg/kg ；酱 油、食醋、酒等，不得超过1mg/L。20世纪90年代开始我国已禁用含铅汽油， 研究开发汽车里的

6、催化装置等都由利于控制空气中的铅含量。目前人体中的铅 含量依然是比较低的，我们保持警惕，控制铅的排放，人类的生存环境必将得 到进一步治理，不必为此过分担心。二、汞 Hg汞是一种污染很厉害的重金属。汞中毒有三种类型：汞蒸气、无机汞、烷 基汞中毒。液态汞无毒，但易变为汞蒸气，汞蒸气剧毒，空气中汞蒸气的最大 含量是0.1mg/m3。故日常生活中需加倍小心使用温度计，日光灯等。进入人体的汞，主要来自食物，特别是鱼类、肉类，人体吸收后10%保存 在毛发内。1964年东京奥运会，对各国运动员测定头发中汞含量：日本人最 高，是美国人的2倍、法国人的2. 5倍、英国人的4倍、乌拉圭人60倍。这 跟日本人是一个

7、群岛国家、鱼类等海产品是日本居民的主要菜单有关。汞慢性中毒、开始是感觉疲乏，头晕失眠，肢体唇舌麻木，此一步发展会 运动失调，言语失调、视力模糊，损害肾脏和肝脏（蓄积中毒）。过去人类对 其为害作用认识不够。现举二例：1685年英格兰王查尔斯二世，因肾脏障碍死亡。生前他很喜欢化学实验， 而且有自己的实验室，经常做些跟汞有关的实验。在他死后270年，英国的科 学家对查尔斯遗留的头发作了汞含量测定，发现含汞量是正常人10倍。据此推 断，他是因为汞慢性中毒引起肾脏障碍而死的。过去曾发生过这样一个故事，有一位画家听朋友说，远处深山里有一个风 景奇特的湖。到了夏天，在阳光照射下，银白色的湖面会闪闪发光，从湖

8、面升 起的微蓝色的轻烟，湖边尽是红色的山石，真是一个仙境般的世界。可是，又 听说去过那里的人，很难活着回来。画家本来就是一个特别喜欢湖光山色的 人，又有很强的好奇心。于是，在一个天气晴好的日子，带上画具，向深山进 发。一到那里，果然看到了这令人感到惊喜的画面。可是，当他开始动手作画 的时候，却感到头军、恶心、呼吸困难、四肢无力。于是，他便立即收拾东 西，硬坚持着回到家里。后来，又凭记忆完成了这张风景画。但他的身体，己 经变得十分虚弱。五年后便离开了人间。一位地质学家得知此事后，仔细看了 这幅奇特的画，并跟一位化学家认真进行了研究。得出的结论是，画上那红色 山石是硫化汞矿石，那银白色闪闪发光的湖

9、面，可能就是汞。因为硫化汞在常 温下可以稳定存在，而在阳光的强烈照射下会受热分解产生金属汞。湖面上的 轻烟，就是有毒的汞蒸气，汞蒸气原本是无色的，只有在阳光照射下才微显蓝 色。为了证实这些结论，地质学家带领几名助于，头带防毒面具，肩背地质勘 探工具向深山出发了。到了那里看到的果然跟画面一样。一点不错，真是一个 很大的硫化汞矿，由硫化汞分解产生的金属汞湖面，足有几千吨金属汞之多。在自然界里，汞主要存在于硫化汞矿即辰砂里。单质的金属汞，在地面上 极为少见。工业上汞的生产，一般就是采用硫化汞加热的方法。汞中毒预防的基本对策是控制污染，严格防止汞及其化合物的散失。控制 食物中的汞含量。生活中银汞齐可用

10、来补牙，在银汞齐还未凝固时，填入牙齿空洞里，一、 二天后便可凝固。口腔中的银汞齐是没有毒性的，实验证实2000C时便开始分 解产生汞蒸气，人死后火葬造成汞污染已经成为当前急需解决的一大公害。有 专家指出，火葬场烟囱口要安装活性炭吸附装置。三、镉Cd镉是自然界中比较稀有的一种重金属元素，在地壳中含量次序为第67位， 含量并不高。但由于人类的活动，如采矿、冶炼、颜料和其他镉制品工业中放 出的镉污染了大气、水和土壤，破坏了生态环境，然后又从不同途径进入了人 体。镉中毒也是一个十分严重的问题。人如误食被镉污染的食物，就可以引起严重的恶心、流涎、呕吐、腹痛、 腹泻等中毒症状。长期低剂量慢性镉中毒的最典型

11、例子就是“痛痛病”。这种病在日本富山道 是一种地方病。它的特征是极端的头痛、胃痛、骨头痛、骨骼畸形和骨质脆化，甚至由于咳嗽所引起的压迫也可使肋骨多处折断。曾经有几百人死于这种 痛苦的疾病。为了寻找“痛痛病”的发病原因，人们进行了详细的调查研究。结果发现 在日本富山道有一个大的铅锌矿，共生有镉。由于矿井和冶炼厂废水的错误处 理，使许多含镉相当高的污水排入了神通河。使许多下游部分地区使用河水灌 溉稻田和蔬菜。稻子吸收了该河水中的镉，从而使稻米中含有大量的镉。加上 当地居民身体中的钙和维生素D的含量极低，导致子“痛痛痛”的较高发病 率。值得一提的是“吸烟与镉中毒”问题。烟草很容易富集镉，每克香烟中大

12、 约含有12微克镉。其中每只香烟的主流烟中有0.10.2微克 镉。按照这个量计算，一个人每天20支烟能吸入24微克镉。同时还有较多的 镉从香烟的旁流烟中散发出来，每只烟的旁流烟中镉含量高达0.0437.3微克。 因此，不仅吸烟者吸入了镉，而且被动吸烟者可能摄入的更我的镉，受害更严 重。为了大家的健康人们应该尽量少吸烟或者不吸烟。一般认为，镉在生物内能同锌竟争酶的活性部位，因此，使得许多含锌酶 的正常生理功能受到严重阻碍。现己发现，在人体中也有一些能解重金属中毒 的一些物质，例如金属硫蛋白就具有这种功能，一个分子的金属硫蛋白可以结 合流79个镉，使它们进入人体后不能与重要的酶蛋白作用。以上介绍的

13、是三种有害的微量元素，下面介绍几种人体必需的微量元素。四、锌Zn锌在自然界中分布很广泛，水、土壤、大气中均有，淡水中含锌为15微克 /升。人体需要的锌主要来自食物。锌对免疫功能的影响，在微象元素中最为明显，体内含锌量的减少，会引 起免疫能力降低，使人容易生病，而且得了病以后难以恢复健康。锌与大脑的 发育有着密切的联系。大脑发育在怀孕后3个月最快，出生后继续发育到1岁 半。孕妇缺锌会使婴儿出生时的脑细胞数目减少，出生后缺锌也会影响脑细胞 的数目，从而影响智力，使其智力低下。锌片一种良好的助长剂，不仅影响着儿童的智力，也影响着儿童的成长， 儿童缺锌从一种常见病（关键在于食谱安排不适和不良的饮食习惯

14、）。有人主 张孕妇、新生儿及时测量身体锌水平，发现缺锌要及时补充，过去服用硫酸 锌。现在有葡萄糖酸锌、醋酸锌、甘草酸锌等。儿童要多吃瘦肉、猪肝、鱼类 和蛋黄等动物性食物，要吃有机锌含量高的花生、牡蛎、核桃等。不偏食和挑 食。成年人长期补锌还可预防和阻止白内障的发生和发展。五、碘I碘在自然界中分布广泛，存在于岩石圈、大气圈、和生物圈中，地壳中含 量排名第64位，为0.00003%，由于不同地区的淡水中碘含量差别很大，导致 地方甲状腺肿（大脖子病）在一些地方流行。20世纪80年代初统计，全世界 约有2亿左右的人患此病，尤以第三世界国家最为严重。我国除东南沿海地区 个别省市外，几乎所有地区都有此病发

15、生。80年代以来，我国发病的县有1264 个，病人1208万。碘的作用：成年人体内含碘人约2050mg，其中20%在甲状腺内。健康的 成年人甲状腺含碘的约为8mg，碘是甲状腺正常成分。甲状腺是人体的内分泌 器官。进入甲状腺的肌的碘，唯一的目的就是用来合成甲状腺激素。胎儿到了 30周的时候，甲状腺就有了摄取碘的能力。碘对人体的代谢作用，发育与生 长，神经系统均有很大的影响。缺碘最严家的是影响胎儿和婴幼儿的人脑发 育，导致智力降碍，表现是儿童智力残疾，身材矮小、聋哑、瘫痪，而且有典 型的呆傻丑陋面容，因而又叫“呆小症”。这就是地方性克汀病。缺碘可引起“粗脖子”病和克汀病，有时摄入过做的碘，也可引起

16、疾病， 这种病叫做高碘甲状腺肿。该病发生原因与刻一地区的环境、食物成饮水中， 含有丰富的碘有关，日本北海道地区曾有过该病的报道。防治碘缺乏病的最经济，简单的办法就是食盐加碘。我国从1960年以来就 开始向碘缺乏的地区供应碘盐，日前己全国范围内推行。海产品含富的碘，经 常吃海鱼、海带等也不会得碘缺乏病。六、铁Fe铁是微量元素“兄弟”中的“大哥”，除硅以外；它在人体中含量最多。人 体的所有组织中，都含有数量不等的铁，其中含量最高的是肝脏和脾脏，其次 是肺。铁在人体中存在形式有两类，一类是血红素铁，这部分铁对人体之重要， 可以说是与生命息息相关，没有它们的存在，呼吸即要停止。人体内60%70% 的铁存在于血红蛋白内，15%左右的铁构成各种细胞色素，5%左右构成肌红蛋 白，12%构成含铁酶。正常情况下，人体内的铁来源于食物。含铁较丰富的食物有海带、紫菜、 木耳、香菇、