登陆注册
15679900000018

第18章 砷与社会

在公元前10世纪,我国人民就知道了雄黄这种东西,当时是把它当作丝织品的黄色染料来使用。公元前5—前3世纪的战国时代已能用毒砂(砷黄铁矿)、砒石等含砷矿物烧制砒霜(As2O3),并知“人食毒砂而死,蚕食之而不饥”。因此把它制成杀鼠药和用在蚕病防治上。在西方,古希腊曾把砷化物作为强壮剂及造血剂,并称妇女每天少量食用后可使皮肤变白,成为“白色美人”,现在看来,这种作用可能是使健康受损,或抑制了体内的酪氨酸,减少黑色素形成,使人变苍白的结果。

在1250年前后,西方化学史家才认识到单质砷,是由日耳曼炼金术士阿尔伯特(Albertus M.)用砷化物制得的,而我国化学史家则指出,在公元4世纪前半叶,东晋炼丹术士葛洪(公元287—363年)就已经制出单质砷。到明代,我国已能大量生产砒霜,当时的生产作坊,年产可达15万千克,这样大量生产的砒霜,主要在农业上作为杀虫药剂,保证了粮食丰收。

现在人们也认识到,砷虽然对原生质有毒,但在少量摄入时却可促进细胞的同化作用。1975年,人们又发现,大鼠缺砷时可导致生长迟缓,肝脏肿大和铁沉着,山羊则由于繁殖乏力,造成第二代生长缓慢、死亡率高,所以要求饲料中应当含有1×10-9%左右的砷。因此砷也和铜、锌等一样,都是一种生物必需的微量元素。

一、砷与环境和人

砷有多种多样的形式,主要以砷黄铁矿(FeAs、FeAs2)、火山岩中的鸡冠石(AsmSn)、含于火山喷出物中的雄黄(AsmSn)及其共性矿物雌黄(AsmSn)等形式广泛分布于自然界中。砷在我国是丰产元素,云南的大理、巍山及湖南慈利等地盛产雄黄、雌黄,湖南郴州等地出产毒砂(即砷黄铁矿),贵州、广东等省也有不少砷矿藏。

在地表土壤中,砷大约占6×10-4%,海水中约含3×10-7%,-些城市污染的大气中常含有较多的砷。表1列出了一些主要食品中的砷含量:

表1部分食品中的砷含量(ug/g 鲜重)

试样全量无机(III)价无机(V)价有机态水分%香菇0.0100.0010.0030.00691

菠菜0.0080.0010.0010.00691

大蒜0.0170.0060.0090.00290

番茄0.002-0.0010.00195

大米0.1020.0110.0710.02065

果0.0080.0020.0030.00386

牛肉0.0240.0050.0150.00450~70

牛奶0.0110.0030.0050.00388

鸡蛋0.004-0.004-75

竹夹鱼(海鱼肉)26.60-0.0624.01.5

秋刀鱼(海鱼肉)5.50.050.174.80.5(不明态砷)

海虾41.3--39.22.1(不明态砷)

干鱿鱼、乌贼、海带91.9-2.189.8-

从表1可以看出,尽管海水中砷浓度很低,但海洋生物体中的砷含量,却比陆地生物高出1~3个数量级,但海洋生物体中的砷主要以有机态形式存在,而且它们是构成这类生物体的必需成分。

由于砷化物具有极大的毒性,所以在开采和炼制含砷矿物时,稍不注意就会给矿山业者带来危害,同时也会对周围环境带来严重污染,更加上作为古老剧毒药物的三价砷化物,也不时地出现引起人们关注的社会问题。

曾经有一段时间,在珠江上游出现了许多土法炼砒霜厂,但是他们缺乏环保措施,致使砷尘飞扬,村民和炼厂工人大量中毒,死亡率达17%。前20年,黔西南一些农村,由于使用含砷高的煤作燃料,因为含砷烟雾的污染,造成大量人畜中毒并死亡,而且原来森林密布的山头,变成了荒山秃岭,水库中的生物绝迹。1956年,在日本发生了轰动世界的森永奶粉事件,由于该公司出售的奶粉中,混入(2×10-6~3×10-6)%的5价砷化合物,当婴儿日摄入1.3~3.6mg的砷,在2~3周后,就会出现急性或亚急性中毒,出现肝肿胀、皮肤黑化,急性肾功能及心脏功能损伤,结果有1.2万人中毒,130多人死亡。中毒婴儿长到几岁后,又出现痴呆、畸形、残疾等症,给家庭带来灾难。20世纪60年代我国山西平陆县发生了抢救误食含砷食物中毒民工的“为了61个阶级弟兄”的动人事件。1991年河南财专学生某某,将350克砒霜投入食堂面粉中,造成近800名学生中毒,成为建国以来的特大投毒案。

砷中毒后,常常在30~60分钟后出现症状,口眼中毒者,主要表现为消化系统症状,即腹痛、呕吐、水样或血性腹泻,吞咽困难,口腔及呕吐物有大蒜气味,重者会出现痉挛、心脏麻痹及急性肾功能衰竭等症而导致死亡。

进入体内的砷化物,由于砷酸盐与体内的磷酸盐间的拮抗作用,从而抑制了呼吸链的氧化磷酸化,进而降低了细胞内的呼吸作用,此外,无机砷化物能与酶分子中的-SH基作用,致使机体代谢发生改变,并知这种抑制酶活性的能力,3价砷又大于5价砷。

亚砷酸的中毒量很低,一般只有5毫克,按比例其最低致死量为0.4毫克/公斤。虽然多数海产品的含砷量尽管都在1×10-6%以上,但当一人食入200克(干重),即相当吃进20毫克以上的砷时,也未见有中毒者出现的报道。这是因为海洋生物体中的砷,主要是以低分子有机态砷存在,由于这类化合物中的砷已经与碳原子结合成As-C键,因此屏蔽了砷与SH基反应。

二、砷在农、医、电子工业等方面的应用

砷广泛用于农业生产上,信石、砒霜等是最早用于防治飞螟、蝼蛄、地老虎等害虫的无机砷杀虫剂。1892年人们又发现砷酸铅(PbHAsO4)能有效防治舞毒蛾,并于1906年首先在美国工业化,在美国又制出了砷酸钙\[Ca3(AsO4)2\],1924年开始大量生产,用于防治棉花害虫及多种咀口器害虫。但此类农药随着六六六、滴滴涕其他杀虫剂的问世,加之砷、铅等的毒性,使用量逐渐减少。

1956年,德国Bayer公司开发出一种有机杀菌剂叫福美甲胂(Urbazid),用于治农作物中的疾病像水稻纹枯病和防治果树、棉花、烟草多种作物的病害,但因其对稻类有药害,故制成复合剂使用。此外还有福美胂、甲硫化胂\[(CH3AsS)3\]、甲基砷酸铁铵\[(CH3AsO3)FeNH4\]等,由于它们对多种植物病害的防治有着良好的效果,故曾使用了很长时期。

这种农药进入病菌体内后,由于能代谢成氧化亚砷的衍生物(R-As=O),故能与组织中的蛋白质及酶分子中的SH基结合,而起到毒杀作用。

然而这类含砷杀菌剂和含砷杀虫剂有太大的毒性,所以国家从1996年开始已经把它们列入限制生产和使用的农药目录之中。

在医药方面,我国的中医早已有用雄黄作杀虫和解毒的药,可以外用治疗癣疥,内服治疗中风、小儿惊风等症。13世纪开始,我国又用砒霜或砒石(FeAsS)等含砷药物驱除梅毒,治疗性病取得了良好效果,在国外,由于砷化物对细胞的破坏,特别对亚急性肿瘤敏感,故曾用亚砷酸钾治疗慢性白血病和何杰金氏病(Hodgiki d.)(淋巴网状细胞瘤)。1905年,人们又发现氨基苯砷酸钠\[atoxyl;NH2C6H4AsO(OH)2\]对治疗人的锥虫病有显著疗效。

在1907年,艾利希(Ehrlich P.)及其同事经过长期试验和研究,发明了一种对梅毒及其他螺旋体病有特效,而且比较安全的新药——六O六(亦称洒尔佛散或胂凡纳明),这在当时医学界上是一项重大成就,开创了化学治疗的先例。艾利希不但创造了“化学治疗”一词,并阐明了这种药物的治疗作用,在于它在体内代谢成的氧苯胂\[C6H5AsO\]能与寄生在体内的梅毒菌体的SH基反应,起到毒杀作用。此后又改进制成使用更方便的九一四(亦称新洒尔佛散或新胂凡纳明)。

虽然现在很多的含砷的药物相继被更安全、有效的抗菌素所代替,但是含砷药物的研制并未停止。如在20世纪80年代出现的,能通过口服在肠内有效地杀死阿米巴的苯砷酸\[C6H5AsO(OH)2\]衍生物,治疗寄生虫感染的驱虫剂滴芬塔胂等。

随着工业的大力发展,砷化镓(GaAs)、砷化铟(InAs)等金属间化合物作为半导体材料的需要急剧增加,尤其是(GaAs及GaAsxPx-1),作为半导体激光器,用于通讯、医学、电脑、精加工、激光雷达等多方面,随着砷化镓制备技术的提高,相继制出了纯度更高的砷化镓半导体,这种材料不但能极大地提高电子运行速度,而且由于它抵抗外层空间辐射的能力比硅强,故更适用于在卫星等航空器上使用,进一步推动电子通讯技术的发展。

此外,三氧化二砷还被制成脱泡剂和消色剂用于玻璃上。将金属砷添加至铜或铅中,可以提高它们的加工硬度和耐腐蚀性。用砷的硫化物、硒化物加在玻璃中,制成的可透过红外线的玻璃,用作红外光谱仪、红外照相机等镜头材料。

随着砷化镓被制成半导体材料的出现,人们对砷有了进一步的认识。工业的发展,科学的进步,砷化物的生产、研制和使用的前景将越来越大。然而砷对环境的影响也更加令人关注,不容忽视。表2列出了我国对砷化物在环境中的最高容许量(GB5749-85),如果超标,应及时治理,否则会污染环境,危及人类的健康。

表2砷化物在环境中的最高容许量

大气0.003mg/m3(日平均)

地面水0.05mg/L

饮用水0.04mg/L

土壤15mg/kg

排放废水0.5mg/L

灌溉水0.05mg/L

同类推荐
  • 最近三年全国高考满分作文

    最近三年全国高考满分作文

    《最近三年全国高考满分作文》是品牌作文书“金笔尖作文工具书”最新品种。由具有丰富教学经验的名校名师搜罗最近三年全国各地高考优秀作文,精选具有示范作用的满分作文300多篇加以编辑而成。《最近三年全国高考满分作文》体例精当,包括“高考回放”、“满分作文”、“点评”三部分;内容新鲜丰富,可以窥见最新高考作文命题趋势,可以借鉴各地优秀作文的写法;点评部分尤其精当,切中要点,不仅指出该篇作文的满分原因,且对可进一步提高之处给予了准确剖析。是一部实用性和针对性极强、可以作为全国各地高中师生备战高考作文的最佳参考辅导书。
  • 医学信息学

    医学信息学

    医学信息学是一门独立的、新兴的交叉学科。本书首先介绍了医学信息学的概念和基本理论,包括数据、信息、知识以及信息管理,医学信息标准化和医学信息系统工程等。其次,介绍了医学信息学各个研究和应用领域,包括生物信息学,医学影像和实验室信息系统,医院信息系统,护理信息系统,电子病历,远程医疗,临床决策支持,社区卫生、区域卫生和公共卫生信息系统,医疗保险信息系统,中医领域的信息处理。最后,介绍了国际上医学信息学的发展方向、新的理论和技术,以拓展读者的学术视野。
  • 工程监督概论作业集

    工程监督概论作业集

    本作业集是在《建设工程监理概论》(中国建设监理协会组织编写,知识产权出版社出版,2003年)的基础上,根据课程讲授的内容而编写的。本作业集的内容主要有以下几部分:第一部分:包括《工程监督概论》各章节的习题,包括:建设工程监理与相关法律制度、监理工程师和工程监理企业、建设工程目标控制、建设工程风险管理、建设工程监理组织、建设工程监理规划。第二部分:包括两套模拟考试题。第三部分:各章节习题及模拟考试题参考答案。
  • 大学生思想政治教育创新研究

    大学生思想政治教育创新研究

    学校的首要任务是人才培养。在新的形势下,如何面向全体学生,促进学生全面成才,是高等教育发展的一个根本要求;如何以科学发展观为指导,牢固树立以学生为本的育人理念,加强针对性和实效性,是全面加强学生工作的时代课题;如何面对新环境、新对象,对高校的育人定位,育人理念,育人内容,育人方法、手段,育人机制,育人服务保障等提出的新要求、新标准和新挑战,切实摸索出一套适应时代发展要求。
  • 语文新课标课外必读第六辑——烽火岛

    语文新课标课外必读第六辑——烽火岛

    国家教育部颁布了最新《语文课程标准》,统称新课标,对中、小学语文教学指定了阅读书目,对阅读的数量、内容、质量以及速度都提出了明确的要求,这对于提高学生的阅读能力,培养语文素养,陶冶情操,促进学生终身学习和终身可持续发展,对于提高广大人民的文学素养具有极大的意义。
热门推荐
  • 明星老公不靠谱

    明星老公不靠谱

    他是舞台上光辉耀眼的明星,她只是一个爱慕他的粉丝他知道她爱着自己,为了弥补心中的伤,他利用了她的感情,他知道她不快乐,可是他选择视而不见,他以为自己再也不会爱上别的女人,可是却不知道自己在不知不觉中早已经离不开她,当他选择和她重新开始,却发现她已经不见了,他还能找到她,和她重新开始吗?
  • 冷血千金:逆袭归来

    冷血千金:逆袭归来

    一路打打闹闹,直到--他们都长大了。什么时候,他们的感情在悄悄的改变?既然注定要牵绊一生,又何必太多情。
  • Unconscious Comedians

    Unconscious Comedians

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。
  • 乱世佳人:刁蛮丫头生存计

    乱世佳人:刁蛮丫头生存计

    在战乱年代,她成了乱世佳人,碰见了许多始料未及的事情,为生存,她从乖乖女变成了小滑头,成为江湖行骗高手,却无意中被圈入了江湖中的杀手行列。而他,只是江湖的浪子,背后却有千万江湖高手追杀,英俊冷漠的他到底隐瞒了何种身份,爱恨情仇由此拉开帷幕……
  • Boss凶猛之壁咚小娇妻

    Boss凶猛之壁咚小娇妻

    一觉醒来,莫名多了一个三岁的儿子叫妈咪,附赠一个黄金单身男神表演暧昧,可……素不相识的,一个两个叫喊着让她再生一个女儿是什么鬼?!诶,那什么男神,请离开我的床!
  • 魅惑众生:殿下请禁爱

    魅惑众生:殿下请禁爱

    “如果回忆往事会让你痛苦,那么我选择让你忘记,从今天起,这个世上便在没有暮云晓。”暮云晓抱着怀中的玉子瑾笑着说道。桃花林中,艳烈的桃花翻飞,玉子瑾独自看着这满目的凄凉:“一些已经融进生命的东西,真的会忘记吗?”总有这妙曼的时光,水云流肆,奢山盟,忘海誓,只这一时一辰握在手里盘剥,一寸光阴浅浅留白,一念牵心慢行轻言,片刻时光已盈盈,故事成土,回首是芽……
  • 失忆的超级高手

    失忆的超级高手

    雪山之巅,奄奄一息,少年意外获救却丧失记忆,为求真相。。。混迹校园、游荡社会、挑战极限任务。。。一路走来酸甜苦辣,恩怨情仇,朋友兄弟、美女如云。。。
  • Fantastic

    Fantastic

    一到假期就总是做梦……至于那些梦都只是不现实的而已。但是,做梦的话,总是有一些匪夷所思的东西……奇怪。【这里今年九月份上初中,在繁忙的学业的前几个月写个短篇出来,请各位前辈多多指教】
  • 聊斋志异

    聊斋志异

    《聊斋志异》全书近五百篇,神思超拔,文锋犀利,进发着反封建的民主精神。孤鬼花妖、冥间地府无疑是蒲氏志怪传奇的聚焦点、演绎点,然而,大干世界,人间百态,或禽兽虫蝶,或山川沟壑,或潜鱼腾龙,或风霜雷电,或书斋科场,或官署衙门,或市井店铺,或闺闼宅庭,亦吞吐幻化,尽收笔底。其中,对科举弊端、官场腐败的讽刺揭露,极为痛快淋漓;那些被赋予美好人性的花妖鬼狐,以及人妖之间那种生死不渝的爱情故事,尤其感人至深……
  • 逆轮回

    逆轮回

    神说:你被世界所遗弃。我不服,回答道:为什么?神说:命运选中了你,世界要将你抛弃!我道:我不相信命运,只相信自己,在我自己没有放弃我自己之前,任何人或物都不能决定我的命运,即使你是神。神笑了,道:没有人能在世界的排挤中存留下来改变命运,劝你还是顺从天命,否则……我仰天傲语:天不容我,我逆天!逆天命,改命运,创世纪,续轮回。