化学上跟据金属的密度把金属分成重金属和轻金属，常把密度大于5g/cm3的金属称为重金属，如：金、银、铜、铅、锌、镍、钴、铬、汞、镉等大约45种。
其中，对人体危害最大的有5种：如铅、汞、铬、砷、镉等。这些重金属在水中不能被分解，与水中的其他毒素结合生成毒性更大的有机物。其他对对人体有危害的还有：铝、钴、钒、锑、锰、锡、铊等。
重金属对人体的伤害常见的有：
铅：伤害人的脑细胞，致癌致突变等。
汞：食入后直接沉入肝脏，对大脑神精视力破坏及大。天然水每升水中含0.01毫克，就会强烈中毒。
铬：会造成四肢麻木，精神异常。
砷：会使皮肤素沉着，导致异常角质化。
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。
铝：积累多时，对儿童造成智力低下；对中年人造成记忆力减退；对老年人造成痴呆等。
钴：能对皮肤有放射性损伤。
汽车致癌钒：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，对皮肤有放射性损伤。
硒：超量时人会得踉跄病。
铊：会使人得多发性神精炎。
锰：超量时会使人甲状腺机能亢进。
锡：与铅是古代巨毒药‘鸠’中的重要成分，入腹后凝固成块，坠人至死。
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金银铜铁锡对人体有什么影响
的叫微量元素，或者痕量元素。目前发现的有铁、铜、碘、锌、锰、钴、钼、硒、铬、氟、镍、硅、锡、钒等。最近发现的微量元素新星是有机锗。金
属锗是最早应用于高技术的支撑材料。近来不少学者在人参、枸杞子、甘草、
蘑菇、当归、灵芝、茶叶、大蒜、葡萄干、绿豆、决明子、地黄等植物中发现
有机锗的存在，并发现其具有强壮、滋补、抗癌作用。1967年合成了水溶性有
机锗。我国已开始将其用于抗癌和低浓度饮料生产中。有机锗的功能，一
是促进生理功能正常化，如对高血压病人有明显降压作用，但不会使血压低于
正常水平，可促进身体生理、生化功能恢复正常；二是可肿瘤和促进身体
产生抗癌因子，不仅疗效显著，而且无毒无副作用；三是能提高人体免疫机能，防治多种疾病；四是有机锗加入食品中对抗衰老大有裨益。就目前研究看，整个微量元素在人体生物化学过程中起着重要作用，它数量小、能量大，可称
之为“生命的火花”，微量元素在人体中的生理功能有以下方面：第一，
微量元素是构成金属酶和酶的活化剂。酶是一种大而复杂的蛋白质结构，它的
作用在于强化生化作用。几千种已知的酶中大多数含有一个或及个金属原子，
一旦除去金属，这些酶就会失去活性。第二，微最元素是激素和维生素的
活性成分。如果一些激素和维生素没有微量元素参与，也就失去了作用，甚至
不能合成。如若没有碘，甲状腺素就无法合成，铬可激活胰岛素；钴是合成维
生素B12的主要成分。第三，微量元素可协助常量元素的输送。比如铁是
血红素的中心离子，构成血红蛋白，在体内能把氧气带到每一个细胞中去。在
细胞中，O2被H2O取代下来而供代谢需要。第四，微量元素在体液内与钾、钠、钙、镁等离子协同，可起调节渗透压、离子平衡和体液酸碱度平衡的作用，以保持人体正常的生理功能。由于微量元素以上四个方面的作用，它们与
遗传有密切关系，特别是铬、锌、铜、锰等，存在于携带遗传信息的核酸中，
它们在维护核酸立体结构，维持核酸代谢等方面起着重要作用；它们和某些疾
病发生密切关系，如一些地方食物中缺碘而发生缺碘性疾病，碘摄入多了也会
发生高碘性疾病，氟高、氟低都会发生疾病，常见的是氟摄入多导致发生地方
性氟病；它们与生长发育有着密切关系，最近研究证明，铜元素对骨骼发育、
生长有重要作用，所以铜元素对人的身高起着重要作用。第一个被发现的
人体不可缺少的微量元素不是金属，而是一种非金属元素碘。缺碘最严重的危
害是影响儿童的智力，甚至会使其终生难以得到改善。碘缺乏会导致地方性甲
状腺肿（俗称大脖子病）。克服碘缺乏问题并不十分困难，最经济实用的方法
就是烹调时使用碘盐（氯化钠中加碘酸钾）。另外可多吃含碘半富的海带等，
海带被认为是营养价值较高的天然食品，不仅含碘，可防治甲状腺肿大，促进
智力发育，且蛋白质含量较高，具有18种氨基酸，此外，其中Ca、P、Fe等矿
物质及维生素的含量也较丰富。在人体必需的微量元素之间，我们还应当
注意元素间的相互协同与拮抗作用。人体中有30多种蛋自质、酶含有Cu，现
在已经知道Cu的最重要生理功能是人血清中的铜蓝蛋白可以协同Fe的功能，
在Fe的生理代谢过程中，Fe(Ⅱ)氧化为Fe(Ⅲ)时需要铜蓝蛋白的催化氧化，
以利Fe(Ⅲ）与蛋白质结合成铁蛋白。因此如果体内有足够的Fe而缺Cu，Fe
的生理代谢造血机能也会发生障碍而导致贫血。微量元素对人体必不可少，
但是在人体内必须保持一种特殊的内稳态，一旦破坏稳态就会影响健康。至于
某种元素对人体有益还是有害是相对的，关键在于适量。随着我国国民温饱问
题的荃本解决，人们在饮食上注重营养是必然的趋势。但要做到膳食平衡，饮
食有节。现在认识是，多样化的膳食既是获得各种适量基本营养素的最好方法。
同时也是避免食品中有毒物质达到有害剂量的有效方法。虽然上边讲了不
少微量元素与人体健康的关系，但到目前为止，还没有人确切地知道世界上大
多数人通过饮食摄入的微量元素的种类和数量到底有多少。目前全世界有许多
国家正在对饮食中的微量元素进行研究。人体对各种微量元素的需要，依年龄、
生理条件、环境条件及遗传因子等情况而定。据联合国世界卫生组织（WHO）的
文献公布，成年人对一些必需元素的需要量见表2-1。在人们必需的微
量元素的研究中，有许多的营养强化保健品应运而生，甚至出现了全营养素。
从健康的观点出发，人体内不可能所有的微量元素都缺乏，对我们身体中不缺
少的元素盲目地乱补加，这些元素在体内蓄积到一定的浓度，就会产生过量的
危害。比较安全的是食补，从各种含量丰富的食物中获取我们的所需，如果需
要通过特殊制剂来补充微量元素一定要缺什么补什么，盲目乱补全营养素是不
科学的。随着科技的发展，人们对微量元素的重要性认识会日趋成熟。 2.3 与元素有关的疾病元素对人类健康的影响反映了内、外环境之间的平衡关
系。我国十几个省、区进行的医学地质调查表明，人体摄入某些元素过量或不
足，均会出现各种地方性疾病。这些疾病几乎涉及到人体机体全身，涉及到心
血管组织、脑血管系统、内分泌系统、生殖系统、消化系统、骨齿系统、神经
系统、细胞组织、结缔组织和其它方面。常见的与元素有关的疾病如表2-4 2.4 有害微量元素 2.4.1有害金属元素中毒机制金属及其化合
物对生物体内某些器官和系统中的某些生物分子有特殊的亲合力，这种作用与
金属的侵入途径、浓度、溶解性、存在状态、代谢特点、金属本身的毒性、生
物体的种类及其一般健康状况等因素密切相关，可见，金属毒性机制是十分复
杂的问题。一般来说，下列任何一种机制都能引起金属毒性。⑴ 阻断
了生物分子表现活性所必需的功能基。例如，Hg(Ⅱ)，Cd(Ⅱ)离子与酶中半胱
氨酸残基的-SH 基结合。半胱氨酸残基的-SH基是许多酶的催化活性部位．当
结合重金属离子后，就抑制了酶的催化活性。⑵ 置换了生物分子中的
必需金属离子。例如Be(Ⅱ)可以取代Mg(Ⅱ)——激活性酶中的Mg(Ⅱ)，由于
Be(Ⅱ) 与酶结合的强度比Mg(Ⅱ)大，因而它会阻断酶的活性。⑶ 改
变生物分子构象或高级结构。生物分子所具有的特定构象，赋予生物分子特定
的生物功能，金属离子改变一些生物大分子如蛋白质、核酸和生物膜的构象。如，多核苷酸负责贮存和传递信息，一旦发生变化，可能会引起严重后果，如
致癌和先天性畸形。 2.4.2几种主要有害微量元素 1.镉(Cd) 镉是联合国粮农组织(FAO)和世界卫生组织（WHO）列为最优先研究的食品中的
严重污染元素，它不是人体必需的元素。新生儿体内并不含镉，但随着年龄的
增长，进入人体的镉可以逐渐蓄积，50岁左右的人体内镉含量可达20mg～30mg。镉主要通过呼吸道和消化道进入人体，镉在人体的半衰期为6～18年。存在于
环境中的镉及其化合物可经呼吸而由肺、经溶解而由皮肤、经饮食而由消化道
等途径进入人体。空气中仅含少量镉，Cd的来源主要是煤炭和汽油燃烧、汽车排放尾气和生物富集等方面，有人估计，每天吸20支烟（含镉总量约30μg），可吸入人体的镉约为12μg。时下有一些少男少女将文身彩
贴（绘有彩图案、花卉、小动物等的粘纸）粘在前胸、手腕、手臂、肚脐等
部位的裸露肌肤上，实在是一种有碍健康的美丽，因为硫化镉和硒化镉是制作
这类高级涂料和绘画颜料的两种镉化合物，前者呈亮黄，被称为锡黄；硒化
镉依生产工艺不同而其产品呈黄至亮红。这类颜料（有些还有汞、铅的化合物）中的这些镉化合物会引起皮肤过敏，而且在夏天大量汗水浸润下，能经皮
肤渗入人体。通过饮食进入人体中的镉，一方面来自饮用水和食品本
身的污染，另一方面也来自那些具有带图案的玻璃、搪瓷食具、冰箱镀镉的
冰槽及塑料制餐具等。在存放酸性食物和饮料时，这些器件中所含的镉化物就
很容易溶解出来，在进食时进入人体。美国和法国在1947年和1946年各自报
道过数百起镉中毒案例，都是由此引起的。在可能混于饮食内的各种
金属污染物中，镉大概是危害性最大的一种。不仅因为其具有高毒性，也因为
它在食品中分布广，生物富集率高。如被严重污染的大米其含镉量可高达
125mg/kg。有些鱼类的含镉量比海水浓度高几千倍。镉进入人体与蛋
自质分子中的巯基相结合，镉对磷有很强的亲和力，进入人体的镉能将骨质磷
酸钙中的钙置换出来，而引起骨质疏松、软化、发生变形和骨折。在一定条件
下镉可以取代锌，从而于扰某些含锌酶的功能，使多种酶受到抑制，破坏正常
生化反应，干扰人体正常的代谢功能，使人体体重减少。同时进入人体中的镉，可与金属硫蛋白结合，再经血液输送到肾脏，当它在肾中积累时，会损坏肾小管，使肾功能出现障碍，从而影响维生素D的活性，导致骨骼生长代谢受阻，
使骨骼软化、骨骼畸形、骨折等引发骨骼的各种病变。可引起骨软化症或“痛
痛病”〔背下部和腿部剧烈疼痛）。骨软化症患者由于骨胶原的正常代谢受到
于扰、形成了不致密和不成熟的骨胶原，特别是妇女，由于妊娠、分娩、授乳
而引起钙不足等，使肠道对镉的吸收率增高，易引起镉中毒。镉中毒的典型病
症是肾功能受破坏，肾小管对低分子蛋白再吸收功能发生障碍、糖、蛋自质代
谢紊乱，尿蛋白、尿糖增多，引发糖尿病。镉进入呼吸道可引起肺炎、肺气肿。镉进入消化系统则可引起胃肠炎。镉中毒者常伴有贫血症。镉中毒易造成流产、新生儿残废和死亡。镉中毒可能还导致骨癌、直肠癌、食管癌和胃癌的诱发。
进入人体内的镉仅少量被吸收（如经食物摄入的镉约6%被吸收），其余部分随
粪便排出。部分被吸收于血液中的镉与血浆蛋白结合，随血液循环选择性地储
存于肾脏和肝脏，其次为脾、胰腺、甲状腺、肾上腺和睾丸。吸收后的部分镉
主要经肾由尿液排出，少量随唾液、乳汁排出。钙可以拮抗镉，高钙食物
会抑制消化道对镉的吸收，维生素D也会影响镉的吸收。 2．铅（Pb）元素铅是最为常见的有害微量元素，人体含铅77g左右，联合国粮农组织和世界卫
生组织提出每人每日允许摄入量约为420μg。存在于环境中的铅及其化合
物可经呼吸而由肺、经溶解而由皮肤、经饮食而由消化道进入人体，还可由母
体胎盘进入胎儿体内。室外空气含铅的80%来源于汽车尾气，目前，世界
各国正在相继推广使用无铅汽油，但为了抑制汽车中气门和气门导管磨损，某
些“无铅汽油”，仍然含有少量铅化合物。吃烛光晚餐、点生日蜡烛已是
一种现代生活时尚，通常慢燃的、能闪闪发光的烛心中含有铅化合物，燃后释
入室内空气。此外，用打火机点烟时，也会由燃烧着的汽油中释出铅，很容易
随香烟烟气吸人体内。颜料、油漆、染料中常含有铅的化合物，可经触摸
等方式经皮肤渗透而进入人体、儿童连环画、糖果纸、塑料袋和玩具上的彩
油墨也都可能成为儿童体内多量铅的来源。在某些化妆品中含有铅白（碱式碳
酸铅），长时间使用也会有碍健康。饮食是环境中多量铅进入人体的“通途”。
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