初中化学趣味阅读

一生平庸

痛痛病







对人体来说，镉是一种重毒元素，主要引起强烈的骨痛和骨骼严重畸形。


a．痛痛病


1931年起，日本富山县神通川流域出现了一种怪病，使许多妇女自杀。论经济、家庭、人缘，她们都无可挑剔。为何自杀呢？是由于得了骨痛病，又叫痛痛病，表明痛得厉害，用一个痛字还不足以形容。这种病一开始是在劳动过后腰、手、脚等关节疼痛，在洗澡和休息后则感到轻快；延续一段时间后，全身各部位都神经痛、骨痛尤烈，进而骨骼软化萎缩（如图所示），以致呼吸、咳嗽都带来难忍之苦，因而自杀。


b．致毒机制


镉中毒为何会使骨软呢？首先是引起肾功能障碍，再加上妊娠、分娩、授乳的巨大消耗，使妇女营养不良，特别是缺钙等生理或生活因素诱使软骨症出现。镉使肾中维生素D的活性受到抑制，进而妨碍十二指肠中钙结合蛋白的生成，干扰在骨质上钙的正常沉积。此外，缺钙会使肠道对镉的吸收率增高，加重骨质软化和疏松。另一原因是镉影响骨胶原的正常代谢。关节、韧带等联系各个骨块的结缔组织。同时又有润滑、保护、强化的功能，它们主要由胶原蛋白和弹性蛋白组成。这些蛋白的形成要通过许多以锌和铜为活性中心的酶促反应。当镉中毒后，它取代了这些酶的中心原子，使它们失活。例如赖氨酸氧化酶的活性中心是铜，是形成胶原纤维的基础；当被镉毒化时，此酶的活性降低，影响胶原蛋白质的形成。


c．治疗


为了治疗因镉引起的骨痛病，除用络合剂疗法即化学促排外，主要是脱离镉接触和增加营养。一般是服用大量钙剂、维生素D和维生素C（还原作用，促进氨基酸上醛基的羟基化以有利于胶原蛋白的生成）。晒太阳和用石英灯照射效果亦佳。这些措施亦适用于一般的婴幼儿及老年人的软骨症和骨质疏松的治疗和预防。其实质是补钙、补锌及其他有益微量元素以顶替镉，从而缓减和消除镉的毒害。

一生平庸

金属污染物







所谓金属污染物泛指能引起污染的金属元素的不同化学形态。它们之所以对人及生物体有害，大致可分3种情况：一种是某些元素的化合物本身就有毒，如铅铅、镉，在元素的自然选择中就存在了，由于它们不常见，生物体对它们从一开始就没有建立相应的防御机制；另一种是元素间的相互作用、互相竞争导致失控，例如铜和锌都是必需有益元素，同属第四周期，化学性质有某些相似，两者在肠粘膜或金属硫蛋白中可以互相竞争结合部位，从而相互抑制其吸收，过多的锌会拮抗铜的生理作用，如同时铜缺乏，则促使缺铜更严重，从而引起相应疾患；第三是最佳浓度范围之外，元素缺乏及过量积累也会导致中毒，例如，必需元素硒的化合物常当作有毒物保存，铜在低浓度时广泛用作杀菌剂。这样，由于中毒条件极其多样，机制复杂，导致古往今来许多由污染引起的怪病。

一生平庸

永不生病的内脏







医学家们发现，造成人类死亡的病因，往往只是人体中的某一器官或某一部分组织患病，如心脏出了毛病，肺、肝或肾发生病变等，而身体的其他器官是好的，还能继续工作。如果把这些生了病的器官换掉，生命不就可以延续了吗？事实正是这样。开始，医生是用其他人的器官给病人做更换手术。但随着这方面病人的增多，这种做法已不能满足需要了，人们便很自然地想到用人造的器官来代替人体的器官。现在，人体内的各种器官及骨骼都可实现人工制造了。

人工肾是利用渗析原理制成的，它是研究得最早而又最成熟的人造器官。人工肾实际上是一台“透析机”，血液里的排泄物（尿素、尿酸等小分子、离子）能透过人工肾里的半透膜，而血球、蛋白质等半径大的有用物质都不能通过。目前，全世界靠移植人工肾存活的人已达十万以上。

要制造高效微型运用的人工肾，关键在于研制出高选择性半透膜。目前研制的膜材料有多种多样，它们主要是人工合成高分子化合物，如聚丙烯腈硅橡胶、赛璐珞、聚酰胺、芳香基聚酰胺等。

制成的半透膜的形式也有多种多样，有的制成膜、有的制成空纤维状。这些膜在显微镜下观察，上面布满了微孔，微孔的直径只有百万分之二到千分之三毫米。

人工肾的研制成功，挽救了千千万万肾功能衰竭的病人。现在人工肾已进入了第四代。第一代人工肾有近一间房屋大；第二代人工肾缩小到一张写字台那么大；第三代人工肾只有一个小手提箱那么大，病人背上它能行走自如；第四代人工肾是可以植入人体的小装置，应用起来更加便利。

聚丙烯腈硅橡胶是最常用的一种医用高分子化合物。它除了可作人工肾外，由于它有极高的可选择性，还可用它制成人工肝的渗透膜。它能够把血液里的毒物或排泄物，以及血液里过量的氨迅速地渗析出来。过量的氨是肝脏发病时氨基酸转化而成的。这种人工肝可以把肝昏迷病人血液里的毒素迅速排除出去，使病情很快缓解，从而拯救肝脏危重病人的生命。

还可以用聚丙烯腈硅橡胶做成空心纤维管，然后用几万根这样的毛细管组织人工肺的“肺泡”，并和心脏相连，人工肺泡组织，它能够吸进氧气，呼出二氧化碳气，使红血球、白血球、蛋白质等有用物质留在体内，完全和肺的功能一样。这种人工肺已用于临床。在日本利用这种人工肺已使很多丧失肺功能的病人获得新生。

据统计，全世界几乎每10个人中就有一个人患关节炎。这种病不仅中老年人易得，青少年中也有相当多的人患有这种病。目前的各种药物对关节炎还不能根治，最理想的办法就是像调换机器上的零件那样，用人造关节将人体上患病关节换下来。科学家们经过大量的研究和实验，最后采用金属作骨架，再在外面包上一种特殊的“超聚乙烯”，这种医用高分子材料弹性适中，耐磨性好。在摩擦时还有自动润滑效果，不会产生碎屑。它有类似软骨那样的特性，移植到人体的效果非常好。

随着生物化学的发展，人工器官的研制取得了突破快进展，“克隆技术”、“干细胞研究”，为人工器官安全普遍的应用提供了可能。

一生平庸

中空人造纤维







    近年来，中空纤维防寒服、太空被充斥市场。由于其比重小、保暖性能好而深受广大消费者喜爱。

　　一般保暖性能好的天然纤维，例如羊毛、木棉、羽绒等都具有空腔，特别是木棉，中空度高达70％。一般化纤通常是实心的，保暖性也就差得多。经特种狭缝喷丝板喷射的高分子熔体，冷却后可得到中空纤维。如果在喷丝板中装入微孔导管，在纤维空腔中充入氮气，使其导热性比空气更差，那么其保暖性就会更好。

　　最近，国外利用中空纤维制成了一种冷胀热缩的新型服装。在纤维空腔中充入一种特殊的化学物质。当气温降低时，里面的化学物质受冷凝结，体积增大，迫使管状纤维膨胀变粗，织物因此变得致密厚实。一旦气温上升，里面的化学物质溶化成液体，纤维便恢复原状，织物变薄，透气性变好。在昼夜温差大的地区，穿上这种布料做的衣服该有多舒服啊！

一生平庸

复合人造纤维







    复合纤维是由两种聚合物“粘”成单丝的化纤。由于两种聚合物的成分、力学机械性能不同，如收缩率不同，所以产生强烈收缩，形成天然永久的卷曲状。复合纤维具有“扬长避短”的特点，例如涤纶和锦纶是合成纤维的两大品种，各有优点、缺点：涤纶纤维的保形性好，刚性强，做成的眼装挺括，可惜不易染色；锦纶纤维染色性好，但弹性差，易起皱。如果用锦纶作皮层、涤纶作芯层，复合为锦一涤纤维，就能使两者的缺点退而避之，而使两者的优点兼而有之。

一生平庸

漫谈羊毛、羊毛制品及其洗涤与保养







    当今市场上出现了许多羊毛制品。羊毛衣料由于具备独特的优良性能，已经走人寻常百姓家，与人类生活的关系日渐密切。羊毛纤维是天然纤维的一种，其骨干和主体是巨大的皮质细胞。皮质细胞是由构成羊毛的两种蛋白质（细胞间蛋白和纤维质蛋白）交错连结而成。羊毛纤维表面的皮质细胞是鳞片状的，起着保护内层皮质细胞的作用。

    由于羊毛纤维由蛋白质构成，它能与碱作用而受到损伤。如果把羊毛放在40％的烧碱溶液中煮几分钟，羊毛纤维即可被溶解而消失。所以洗涤时，不要使用普通洗衣皂或洗涤棉织品的洗衣粉，而要用专门的羊毛洗涤剂或皂片。羊毛怕高温，如果将羊毛放在开水中长时间煮沸，蛋白质会水解，导致纤维受损、强度减弱、纤维变黄；洗涤毛料衣服的水温以40 ℃为宜。洗时用软水且在第一次漂洗的水中加少量醋酸，可使织物的颜色鲜艳、柔软而有光泽。洗后不要用力拧绞，并挂在阴凉通风处晾干，不宜曝晒。

    羊毛的主要成分是蛋白质，还含有少量脂肪，是蛀虫最爱吃的食物。在黄霉季节，易吸收水分和受霉菌的侵入而发霉。因此，毛料服装穿后，要洗净、晾干和冷却，再放入干燥衣箱内贮存，并加放卫生球。羊毛纤维虽有较好的弹性，但是若拉力大、拉伸时间长，则难以恢复原状。为保护服装，不要拉伸过度。

    其他毛类（如兔毛、驼毛、牛绒等）及真丝的性能与羊毛相似，其制品的洗涤与保养可参照上述方法。总之，随着科学的发展和社会进步，毛和毛制品与人类生活的联系将会更加密切。

一生平庸

节水能手：铜水管



齐芳



　　铜水管，正从节水龙头开始逐渐被人们所普遍应用。其实，除了节水，使用铜水管对人的身体健康也很有好处。建设部给水排水产品标准化委员会副主任委员姜文源先生详细地解答了我们提出的有关问题。

　　问：为什么使用铜水管能够更好的达到节水的目的呢？

　　答：北京市的老式螺旋水龙头几乎全是铁制的，采用橡皮密封，主要缺点是易腐蚀，容易导致污染水质；密封易损坏，容易导致漏水严重；开关行程长，控制水流量很不方便。

　　现在采用的节水龙头，主体是由黄铜制成的，采用陶瓷密封，外表还镀了一层铬。这种黄铜水龙头抗锈蚀，不渗漏，开关行程短——只有90度，能够很好的控制水流量的大小，起到很好的节水效果。而且由于铜的抗压性、强度和韧性都很好，所以采用铜制水管运输公共用水，不用担心有水龙头爆裂的危险。这对于冬天气温比较低的地区来说，在很大程度上也是一种节约用水。

　　问：使用黄铜水管，自来水会不会发黄？

　　答：自来水发黄，是使用镀锌管运水时经常会出现的问题。这是因为镀锌管易产生锈蚀，锈蚀溶如水中，自来水自然就成了黄色。使用铜制管材时，水与铜相接触，少量的铜就会溶于水中。铜水管内很块就形成了一层致密牢固的铜氧化物和碳酸盐保护层，避免了进一步腐蚀和铜的过量溶入。

　　问：铜溶入水中会不会造成对人身体健康的危害呢？

　　答：不会。首先，铜是人体健康不可缺少的微量金属元素之一。铜是机体内蛋白质和酶的重要组成部分，研究结果表明，至少有20种酶含有铜，其中至少有10种需要铜的参与和活化，才能对机体的代谢过程产生作用。铜对于血液、中枢神经和免疫系统，头发、皮肤和骨骼组织以及脑子、肝和心等内脏的发育和功能有重要影响。同时，铜对于胎儿的正常发育，骨骼的生长，红、白血细胞的发育，铁的运转和吸收，胆固醇和葡萄糖的代谢等都有很重要的作用。

　　世界卫生组织建议，为了保证身体健康，成人每公斤体重每天应摄入2 mg～3 mg铜，孕妇和婴儿要摄入更多的铜，才能保证身体健康和发挥机体的正常功能。

　　更重要的是，铜具有很强的杀菌灭菌功能。达到标准的饮用水在进入现代城市的公共用水系统，特别是在进入用户供水系统后，水中残余的少量细菌会再次滋生或由于其他污物的进入，而造成二次污染。采用铜制水管，除了其较好的密封性防止了其他污物的进入外，铜离子强大的杀菌能力也让细菌不能再次滋生。最近英国应用微生物研究中心的一项研究表明，使用铜水管可以对饮用水中的一些致病生物体，尤其是大肠杆菌产生抑制作用，99％以上的水中细菌在进入铜水管道5个小时后便被杀灭。智利的科学家也发现，铜能够抑制沙门氏菌和弯曲菌的生长。这两种菌都是常见的导致食物中毒的病原体，严重时还会威胁生命。现在铜已经被用于制成炊具和家庭用具，还被用于游泳池、医院等容易传播疾病的地方，用来防止疾病传播。

　　在美国，85％的供水系统是铜制的，而中国大部分供水系统都是铁制或其他材料制成的，就是这个区别导致我们的管道水不能直接饮用。

　　问：我们每天都要喝水，使用铜水管会不会因为铜摄入量过多产生中毒情况？

　　答：不可否认，铜摄入量过多会对人体健康产生危害，如果人不小心喝了硝酸铜或硫酸铜溶液肯定会中毒。但是，正如我们前面说过的，铜水接触后产生的铜氧化物和碳酸盐保护层防止了铜的过量溶入。而且，健康人的肝脏排泄铜的能量极强，人体内铜含量过多而引起慢性中毒的病例极少，仅有的几个例子是由于肝部疾病导致的体内铜的保留量过多。目前尚没有关于铜职业病、慢性铜中毒的病例报道。