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第九章重金属的检验1人体中必须的金属元素•以人体重0.01%为界计，小于的为微量元素，大于的为常量元素，如以需求标准计算，人每日需求量在100毫克以下的当属微量元素，超过100毫克的为常量元素。•常量：K、Na、Ca、Mg4种。•微量：Fe、Mn、Co、Cu、Zn、Mo、V、Ni、Cr、Li等11种。•其他金属元素：在某一含量范围内，也可能是人类必须的，待研究。1.1常量金属元素K、Na、Ca、Mg四个金属元素是人体重要的必需营养素，在调节人体体液酸碱平衡；细胞内外渗透压的平衡；维持神经、肌肉的兴奋性；形成骨骼等硬组织，支撑身体，维持有力运动形式；肌肉的收缩；使血的凝固；酶活化发挥重要生理功能。钾K•一般成年人体内约含钾元素150克左右，其作用主要是维持神经、肌肉的正常功能，维持心脏有规律的跳动。因此，人体一旦缺钾，正常的运动就会受到影响。•缺钾不仅精力和体力下降，而且耐热能力也会降低，使人感到倦怠无力。严重缺钾时，可导致人体内酸碱平衡失调、代谢紊乱、心律失常、全身肌肉无力、懒动。•含钾丰富的食品：荞麦、玉米、红薯、大豆；水果中，以香蕉含钾元素最丰富；蔬菜中，菠菜、苋菜、香菜、油菜、甘蓝、芹菜、大葱、莴笋、土豆、山药、鲜豌豆、毛豆等含钾元素较高。海藻类。钙Ca•成人体内钙的含量约1200克（2%）。主要存在于骨骼和牙齿中（99%），其余分布在体液中。•缺钙会降低软组织的弹性和韧性。皮肤缺弹性显得松垮，衰老；眼睛晶状体缺弹性，易近视、老花；血管缺弹性易硬化。•钙是一种天然的镇静剂。缺钙会导致神经性偏头痛（占女性的10%--20%）、烦躁不安、失眠。对婴儿会引起夜惊、夜啼、盗汗。缺钙还会诱发儿童的多动症。•人体内缺钙严重会得软骨病（佝偻病）。•维生素D能促进钙的吸收，而晒太阳有利于人体VD的产生。•人体每天从食物中约需摄取钙0.66克。幼儿因处于生长发育期，每天要从食物中摄取钙1克以上。钠Na•钠是食盐的主要成分。食盐的主要作用是提供钠离子，正常人体内钠离子的最小需要量每人每日为0.5克，相当于2～3克食盐。正常状况下每人每日以摄入10～12克食盐为宜。•钠的主要作用维持体液的平衡的。若失去平衡，就会出现疲乏、头晕、食欲不振、恶心、呕吐甚至虚脱等症状。•正常情况下，钠摄入过多并不蓄积，但某些情况下，如误将食盐当食糖加入婴儿奶粉中喂养，则可引起中毒甚至死亡。急性中毒，可出现水肿、血压上升、血浆胆固醇升高、胃黏膜上皮细胞受损等。•每人每天要从尿中排出4.5克左右的氯化钠和1.8～4.5克的钾盐，其它如汗液也大量排出钠离子，所以要不断地补充食盐。高温季节，为防止中暑，常给大量出汗的人喝盐开水。医院要给呕吐、腹泻病人注射生理盐水，给大面积烧伤病人补给生理盐水等，都是由于这个道理。镁Mg•镁具有使神经和肌肉正常运作的功能，因此能协助抵抗抑郁症，解除肌肉痉挛，促进心脏、血管健康，预防心脏病发作，提高男士的生育能力。•防止钙在组织和血管中沉淀，防止肾结石、胆结石，改善消化不良等作用。•成年人每天的摄取量为250mg-350mg。•含镁丰富的食品：紫菜、豆类,杏仁,核桃,花生,马铃薯,茄子,竹笋,海带,牛奶,芝麻浆,虾皮,小米,荞麦面等1.2微量金属元素微量金属离子虽然在人体体内存在的量很低，每种金属微量元素的标准量不足人体总重量的万分之一，却在低浓度下具有非常重要生物学功能。它能影响人体免疫功能，胎儿的生长发育，还与癌症的发病率等有关。锌Zn•人体内大约含有2g，锌是一种与生命攸关的元素，它在生命活动过程中起着转换物质和交流能量的“生命齿轮”作用。它是构成多种蛋白质所必需的。•大部分分布在骨骼、肌肉、血浆和头发中。含锌最高的组织是眼球的视觉部分和前列腺。眼球的视觉部位含锌量高达4%，可见它具有某种特殊功能。•锌普遍存在于食物中，只要不偏食，人体一般不会缺锌。铁Fe•人体内铁的含量为0.004%。一个体重为50千克的人含铁2克，相当于3枚一分硬币（每枚约重0.68克）的质量，成人每天约需10毫克铁。•人体内铁的含量的60%～70%存在于红血球细胞的血红蛋白内，它是哺乳动物血红蛋白中氧的携带者。铁是血液中交换和输送氧所必需的一种元素，生物体内许多氧化还原体系都离不开它。没有铁，生物就无法生存。•人体缺铁时会引起贫血，面色苍白，记忆力衰退。轻度缺铁的儿童，它们的注意力会明显降低，学习也会受到影响。•在日常饮食中，含铁最多的食物为动物的肝脏，牛、羊、猪的瘦肉，蛋黄、芹菜、菠菜、蕃茄和红枣等。铜Cu•铜元素对于人体也至关重要，它是生物系统中一种独特而极为有效的催化剂。铜是30多种酶的活性成分，对人体的新陈代谢起着重要的调节作用。据报道，冠心病与缺铜有关。•铜在人体内不易保留，需经常摄入和补充。茶叶中含有微量铜，所以常喝茶是有益的。铬Cr•在由胰岛素参与的糖或脂肪的代谢过程中，铬是必不可少的一种元素，也是维持正常胆固醇所必需的元素。•铬元素对人体有两面性，低价态的铬，能参与糖和脂肪类物质的代谢作用，并促进人体的发育成长。缺少低价铬，胰岛素的作用很快下降，严重时可患糖尿病。•高价态的铬可以干扰很多重要酶的活性，破坏肝、肾的重要功能，严重的引起癌症。•人体对铬的需求量极少。食用牛肝、麦芽、酵母、鸡肉、玉米油、蛤类等含铬的食品就能弥补铬的不足。钴Co•钴是维生素B12分子的一个必要组分，B12是红血球生成不可缺少的重要元素，如果严重缺乏，将导致恶性贫血！（抗恶性贫血维生素）•维生素B12是相当特别的维生素，蔬菜中几乎完全找不到，只有紫菜、海藻、鱼、蛋、肉、肝中含量丰富。•人体维生素B12需要量极少，只要饮食正常，就不会缺乏。少数吸收不良的人及素食者须特别注意。锰Mn•锰参与许多酶催化反应，是一切生物离不开的。•锰是构成正常的骨骼所必须的物质，也是制造甲状腺素非常重要的物质。它能使食物充分消化吸收，缓解神经过敏和烦躁不安，能解除疲劳，增强记忆力，预防骨质疏松症。•成年人每天摄取2mg-5mg即可满足需要。超过这个数量，就会中毒。•坚果类、红叶蔬菜、豌豆、甜菜，以及未精制的谷类食品都是富锰的食物。时常头晕眼花、精神恍惚或记忆力不好的人，经常喝大量牛奶或吃大量肉类的人应增加锰的摄取量。钼Mo•钼是某种酶的一个组分，这种酶能催化嘌呤转化为尿酸。钼也是能量交换过程所必需的。微量钼是眼色素的构成成分。•豆荚、卷心菜、大白菜含钼较多，多吃这些蔬菜对眼睛有益。硒Se（非金属元素）•硒被科学家称之为人体微量元素中的“抗癌之王”，是人体必需的微量元素之一，与人类健康息息相关。在人体内硒在心脏中的含量最高，它对心肌起到保护作用。•作用：增强免疫力；防止糖尿病；防止白内障；防止心脑血管疾病；防止克山病、大骨节病、关节炎、解毒、排毒；防治肝病、保护肝脏；预防癌症。•过量摄入会发生中毒，病人出现恶心、呕吐、头发脱落、指甲变形、烦躁、疲乏和外围神经病变。•食物中海味、小麦、大米、大蒜、芥菜及肉类中含硒量较高。所以身体健康正常的人每天通过合理调节膳食，一般可以满足身体对硒的需要。2食品中的重金属重金属：密度在5×103kg/m3以上的金属统称为重金属，如金、银、铜、铅、锌、镍、钴、镉、铬和汞等45种。砷本属于非金属元素，但根据其化学性质，又鉴于其毒性，一般将其列在有毒重金属元素中。从污染方面所说的重金属，实际上主要是指汞、镉、铅、铬以及类金属砷等生物毒性显著的重金属，也指具有一定毒性的一般重金属如锌、铜、钴、镍、锡等。目前最引起人们注意的是铅、汞、镉、铬等。•食品中的有毒重金属元素，一部分来自于农作物对重金属元素的富集，另一部分则来自于食品生产加工、贮藏运输过程中出现的污染。重金属元素可通过食物链经生物浓缩，浓度提高千万倍，最后进入人体造成危害。进入人体的重金属要经过一段时间的积累才显示出毒性，往往不易被人们所察觉，具有很大的潜在危害性。重金属的危害重金属离子对生物有严重的毒理效应，所以重金属离子污染给人类带来了严重的威胁。重金属对人体的危害，一方面通过直接饮用造成重金属中毒而损害人体健康；另一方面，间接污染农产品和水产品，通过食物链对人体健康构成威胁。重金属能抑制人体化学反应酶的活动，使细胞质中毒，从而伤害神经组织，还可导致直接的组织中毒，损害人体解毒功能的关键器官——肝、肾等组织。2.1常见重金属及中毒•重金属中毒的一般症状：浑身乏力、齿龈发炎、肌肉酸痛、多汗、脱发、便秘、倦怠、嗜睡、睡觉时有轻度的呼吸困难、脖子酸痛等。•不同重金属中毒症状各有不同。2.1常见重金属及中毒2.1.1砷(Arsenic,As)•急性中毒:食入性中毒：急性期会有恶心、呕吐、腹痛、血便、休克、低血压、溶血、大蒜、及金属味、肝炎、黃疸、急性肾衰竭、昏迷、抽搐。吸入性中毒:咳嗽、呼吸困难、胸痛、肺水肿、急性呼吸衰竭。氢化砷中毒:引起大量溶血，会有腹痛、血尿及黄疸(triad)的典型症状，急性肾衰竭并不少见。慢性中毒A.皮肤:湿疹、角质化、皮肤癌。B.神经:中枢及周边神经病变。C.血液:贫血、血球稀少、白血病。D.其他:周边血管病变、四肢坏死(乌脚病Blackfootdisease)及肝功能异常。肺癌、肝癌及膀胱癌的几率大幅上升。Arsenic:EvilorAngel?NapoleonArsenic-inducedhyperkeratosisBlackfootdiseasePoisonAcutepromyeloidleukemia2.1.2铅(Lead,Pb)急性中毒(成年人):轻微及中度中毒：疲倦、躁动、感觉异常、肌痛、腹痛、抖动、头痛、恶心、呕吐、便秘、体重减少、性欲降低。严重中毒：运动神经病变、脑病变、抽搐、昏迷、严重腹绞痛、急性肾衰竭。铅(Lead,Pb)慢性中毒:中枢神经：脑病变、精神智能障碍、神经行为异常（血铅浓度30ug/dl以上），影响孩童发育、发展及智商（血铅浓度5ug/dl以上）。周边神经：运动神经传导速度变缓，血铅浓度大于30ug/dl尺神经传导即受影响。血液：贫血、溶血、抑制ALAD（血铅浓度10ug/dl以上）及FEP（15ug/dl）。尿中ALA上升（血铅浓度30ug/dl以上）及红血球Basophilicstippling。肾脏：高血压、痛风，及慢性肾衰竭。其他：降低甲状腺荷尔蒙浓度及慢性肾衰竭，干扰维生素D代谢、减少精子活动性及数目、致癌性。•儿童铅中毒的诊断和分级主要依照血铅水平：一级：血铅＜100微克/升，相对安全（已有胚胎发育毒性，孕妇易流产）；二级：血铅100～199微克/升，血红素代谢受影响，神经传导速度下降；三级：血铅200～499微克/升，铁锌钙代谢受影响，出现缺钙、缺锌、血红蛋白合成障碍，可有免疫力低下、学习困难、注意力不集中、智商水平下降或体格生长迟缓等症状；四级：血铅500～699微克/升，可出现性格多变、易激怒、多动症、攻击性行为、运动失调、视力和听力下降、不明原因腹痛、贫血和心律失常等中毒症状；五级：血铅≥700微克/升，可导致肾功能损害、铅性脑病（头痛、惊厥、昏迷等）甚至死亡。2.1.3镉(Cadmium,Cd)•急性中毒:食入——恶心、腹痛、呕吐、出血性肠胃炎、肝、肾坏死、心脏扩大。吸入——氧化镉引起严重的金属熏烟热(Metalfumefever)在暴露后12一24小时后，发生胸痛、头痛、咳嗽、呼吸困难、发烧、肺水肿、肾肝坏死。慢性中毒:食入——肾病变包括低分子量蛋白尿，胺基酸尿及糖尿、痛痛病、高血压、心脏血管疾病、及癌症。吸入——肺纤维化及肾病变。2.1.3铬(Chromium,Cr)•铬（chromium,Cr）为人体必需的微量元素之一•急性中毒:六价铬：剧毒及腐蚀性br皮肤:（铬溃疡）Chromeulcer，鼻中膈穿孔，过敏性接触皮肤炎（吸人）,胃肠出血性胃肠炎（食入1-2g会致命），肾：急性肾衰竭（食入，吸入或皮肤吸收），肺：72h后会发生肺水肿(吸入大量).三价铬:为身体必须元素，为糖份代谢必要，肠胃吸收困难(1%)。慢性中毒:长期六价铬暴露可能引起癌症，尤其是肺癌。呼吸系统：气喘及尘肺症,2.1.4铜(Co