【教育資料】化學(xué)常識(shí)：砷-與-社-會(huì)學(xué)習(xí)專用

教育資源教育資源教育資源教育資源教育資源教育資源化學(xué)常識(shí)：砷與社會(huì)一、化學(xué)常識(shí)：砷與社會(huì)早在公元前１０世紀(jì)，我國(guó)已把雄黃用作絲織品的黃色染料，公元前５～３世紀(jì)的戰(zhàn)國(guó)時(shí)代已能用毒砂（砷黃鐵礦）、砒石等含砷礦物燒制砒霜（As2O3），并知“人食毒砂而死，蠶食之而不饑”。因此把它制成殺鼠藥和用在蠶病防治上。在西方，古希臘曾把砷化物作為強(qiáng)壯劑及造血?jiǎng)?，并稱婦女每天少量食用后可使皮膚變白，成為“白色美人”，現(xiàn)在看來(lái)，這種作用可能是使健康受損，或抑制了體內(nèi)的酪氨酸，減少黑色素形成，使人變蒼白的結(jié)果。西方化學(xué)史家雖然認(rèn)為單質(zhì)砷是在１２５０年前后，由日爾曼煉金術(shù)士阿爾伯特（AlbertusM.）用砷化物制得的，但我國(guó)化學(xué)史家則指出，公元４世紀(jì)前半葉，東晉煉丹術(shù)士葛洪（２８７～３６３）已經(jīng)制出單質(zhì)砷。到明代，我國(guó)已能大量生產(chǎn)砒霜，當(dāng)時(shí)的生產(chǎn)作坊，年產(chǎn)可達(dá)１５萬(wàn)千克，這佯大量生產(chǎn)的砒霜，主要在農(nóng)業(yè)上作為殺蟲(chóng)藥劑，保證了糧食豐收。一、砷與環(huán)境和人砷廣泛分布于自然界，主要以砷黃鐵礦（FeAsS、FeAs2）、火山巖中的雞冠石（AsmSn）、含于火山噴出物中的雄黃（AsmSn）及其共性礦物雌黃（AsmSn）等形式存在。砷在我國(guó)是豐產(chǎn)元素，云南的大理、巍山及湖南慈利等地盛產(chǎn)雄黃、雌黃，湖南郴州等地出產(chǎn)毒砂（即砷黃鐵礦），貴州、廣東等省也有不少砷礦藏。地表土壤中含砷量約為6×10-4％，海水中約含3×10-7％，－些城市污染的大氣中常含有較多的砷。由于砷化物的毒性，故當(dāng)人們開(kāi)采和煉制含砷礦物時(shí)，不但會(huì)給礦山業(yè)者帶來(lái)危害，同時(shí)也會(huì)對(duì)周圍環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重污染，更加上作為古老劇毒藥物的三價(jià)砷化物，也不時(shí)地出現(xiàn)引起人們關(guān)注的社會(huì)問(wèn)題。十多年前，珠江上游出現(xiàn)的土法煉砒霜廠，由于缺乏環(huán)保措施，致使砷塵飛揚(yáng)，村民和煉廠工人大量中毒，死亡率達(dá)１７％。前幾年，黔西南一些農(nóng)村，由于使用含砷高的煤作燃料，因?yàn)楹闊熿F的污染，造成大量人畜中毒和死亡，而且原來(lái)森林密布的山頭，變成了荒山禿嶺，水庫(kù)中的生物絕跡。１９５６年，在日本發(fā)生了轟動(dòng)世界的森永奶粉事件，由于該公司出售的奶粉中，混入（2.0×10-6～3.0×10-6）％的５價(jià)砷化合物，當(dāng)嬰兒每天攝入１.３～３．６ｍｇ的砷，在２～３周后，就會(huì)出現(xiàn)急性或亞急性中毒，出現(xiàn)肝腫漲、皮膚黑化，急性腎功能及心臟功能損傷，結(jié)果有１.２萬(wàn)人中毒，１３０多人死亡。中毒嬰兒長(zhǎng)到幾歲后，又出現(xiàn)癡呆、畸形、殘疾等癥，給家庭帶來(lái)災(zāi)難。６０年代我國(guó)山西平陸縣發(fā)生了搶救誤食含砷食物中毒民工的“為了６１個(gè)階級(jí)弟兄”的動(dòng)人事件。１９９１年河南財(cái)專學(xué)生××，將３５０克砒霜投入食堂面粉中，造成近８００名學(xué)生中毒，成為建國(guó)以來(lái)的特大投毒案。砷中毒時(shí)，常在攝入３０～６０分鐘后出現(xiàn)癥狀，口眼中毒者，主要表現(xiàn)為消化系統(tǒng)癥狀，即腹痛、嘔吐、水樣或血性腹瀉，吞咽困難，口腔及嘔吐物有大蒜氣味，重者會(huì)出現(xiàn)痙攣、心臟麻痹及急性腎功能衰竭等癥而導(dǎo)致死亡。二、高考化學(xué)必備知識(shí)點(diǎn)：砷與社會(huì)砷化物進(jìn)入體內(nèi)后，由于砷酸鹽與體內(nèi)的磷酸鹽間的拮抗作用，從而抑制了呼吸鏈的氧化磷酸化，進(jìn)而降低了細(xì)胞內(nèi)的呼吸作用，此外，無(wú)機(jī)砷化物能與酶分子中的ＳＨ基作用，致使機(jī)體代謝發(fā)生改變，并知這種抑制酶活性的能力，三價(jià)砷又大于五價(jià)砷。亞砷酸的中毒量，一般為５毫克，其最低致死量為０．４毫克/公斤。雖然多數(shù)海產(chǎn)品的含砷量盡管都在１．００×１０－６％以上，但當(dāng)一人食入２００克（干重），即相當(dāng)吃進(jìn)２０毫克以上的砷時(shí)，也未見(jiàn)有中毒者出現(xiàn)的報(bào)道。這是因?yàn)楹Ｑ笊矬w中的砷，主要是以低分子有機(jī)態(tài)砷存在，由于這類化合物中的砷已經(jīng)與碳原子結(jié)合成As—C鍵，因此屏蔽了砷與ＳＨ基反應(yīng)。近年來(lái)人們也認(rèn)識(shí)到，砷雖然對(duì)原生質(zhì)有毒，但在少量攝入時(shí)卻可促進(jìn)細(xì)胞的同化作用。１９７５年，人們又發(fā)現(xiàn)，大鼠缺砷時(shí)可導(dǎo)致生長(zhǎng)遲緩，肝臟腫大和鐵沉著，山羊則由于繁殖乏力，造成第二代生長(zhǎng)緩慢、死亡率高，所以要求飼料中應(yīng)當(dāng)含有１．００×１０－９％左右的砷。因此提出砷也和銅、鋅等一樣，是一種生物必需的微量元素，至于人缺砷時(shí)出現(xiàn)的癥狀尚未見(jiàn)報(bào)道。二、砷在農(nóng)、醫(yī)、電子工業(yè)等方面的應(yīng)用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，信石、砒霜等是最早用于防治飛螟、螻蛄、地老虎等害蟲(chóng)的無(wú)機(jī)砷殺蟲(chóng)劑。１８９２年人們又發(fā)現(xiàn)砷酸鉛（PbHAsO4）能有效防治舞毒蛾，并于１９０６年首先在美國(guó)工業(yè)化，在美國(guó)又制出了砷酸鈣[Ca3(AsO4)2]，１９２４年開(kāi)始大量生產(chǎn)，用于防治棉花害蟲(chóng)及多種咀口器害蟲(chóng)。但此類農(nóng)藥隨著六六六、滴滴涕其他殺蟲(chóng)劑的問(wèn)世，加之砷、鉛等的毒性，使用量逐漸減少。１９５６年德國(guó)Ｂａｙｅｒ公司首先開(kāi)發(fā)出有機(jī)殺菌劑—福美甲胂（Urbazid）（式１）用于治水稻紋枯病，它還能防治果樹(shù)、棉花、煙草多種作物的病害，但因其對(duì)稻類有藥害，故制成復(fù)合劑使用。此外還有福美胂（式２）、甲硫化胂[(CH3AsS)3]、甲基砷酸鐵銨[(CH3AsO3)FeNH4]等，由于它們對(duì)多種植物病害的防治有著良好的效果，故曾使用了很長(zhǎng)時(shí)期。這嬰農(nóng)藥進(jìn)入菌體后，由于能代謝成氧化亞砷的衍生物（R-As=O），故能與組織中的蛋白質(zhì)及酶分子中的ＳＨ基結(jié)合，而起到毒殺作用。然而這類含砷殺菌劑和含砷殺蟲(chóng)劑一樣，由于它對(duì)人、畜的劇毒性，故在１９９６年，我國(guó)化工部已經(jīng)把它們列人限制生產(chǎn)和使用的農(nóng)藥目錄之中。在醫(yī)藥方面，中醫(yī)早就把雄黃用作殺蟲(chóng)和解毒藥，外用治療癬疥，內(nèi)服治療中風(fēng)、小兒驚風(fēng)等癥。１３世紀(jì)開(kāi)始，我國(guó)又用砒霜或砒石（FeAsS）等含砷藥物驅(qū)除梅毒，治療性病取得了良好效果，在國(guó)外，由于砷化物對(duì)細(xì)胞的破壞，特別對(duì)亞急性腫瘤敏感，故曾用亞砷酸鉀治療慢性白血病和何杰金氏?。℉odgikid.）（淋巴網(wǎng)狀細(xì)胞瘤）。１９０５年，人們又發(fā)現(xiàn)氨基苯砷酸鈉[atoxyl;NH2C6H4AsO(OH)2]對(duì)治療人的錐蟲(chóng)病有顯著療效。應(yīng)當(dāng)特別提出的是，１９０７年，艾利希(EhrlichP.)及其同事，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期試驗(yàn)和研究，發(fā)明了六Ｏ六（亦稱灑爾佛散或胂凡納明）（式３），它是一種對(duì)梅毒及其他螺旋體病有特效，而且比較安全的新藥，這在當(dāng)時(shí)醫(yī)學(xué)界上是一項(xiàng)重大成就，開(kāi)創(chuàng)了化學(xué)治療的先例。艾利希不但創(chuàng)造了“化學(xué)治療”一詞，并闡明了這種藥物的治療作用，在于它在體內(nèi)代謝成的氧苯胂[C6H5AsO]能與寄生在體內(nèi)的梅毒菌體的ＳＨ基反應(yīng)，起到毒殺用。此后又改進(jìn)制成使用更方便的九一四（亦稱新灑爾佛散或新胂凡納明）（式４）：近年來(lái)，這類藥物雖然相繼被更安全、有效的抗菌素所代替，但是含砷藥物的研制并未停止。如在８０年代出現(xiàn)的，能通過(guò)口服在腸內(nèi)有效地殺死阿米巴的苯砷酸[C6H5AsO(OH)2]衍生物，治療寄生蟲(chóng)感染的驅(qū)蟲(chóng)劑滴芬塔胂（式５）等：隨著電子工業(yè)的發(fā)展，使得砷化鎵（GaAs）、砷化銦（InAs）等金屬間化合物，作為半導(dǎo)體材料的需要急劇增加，尤其是（G