你身边不可思议的化学 : 必须知道的84个化学常识

作者简介

左卷 健男 法政大学师范课程中心教授。1949年出生于关东地区的栃木县。毕业于千叶大学教育学系、东京师范大学研究生院教育学研究科毕业。曾任同志社女子大学教授等职。著作包括：《有趣的物理》（PHP研究所）《透视伪科学》（新日本出版社）《图解化学“超”入门》（Science I新书出版社、与他人合著）。

内容简介

二战后全球使用率最高的毒药 执笔：左卷健男 根据数字统计，从第二次世界大战之后直至1952年，氰化物高居自杀所用毒药的首位。一旦你向周围的人问起“你知道哪种毒药？”，恐怕许多人的第一反应都会回答“氰化钾”，可以说氰化钾是一种众所周知的毒药。 氰化钾（山埃钾）和氰化钠（山埃钠）是最具代表性的氰化物。 ●摄入氰化物时 在摄入氰化钾的情况下，成人经口摄入时的致死量是0.15-0.3克。摄入后，首先，在1分至1分半钟的时间内，将会出现初期症状。比如：头痛、眩晕、脉搏加速、胸闷等。然后，在3分至4分钟后，将出现呼吸紊乱、呕吐、脉搏逐渐变弱、痉挛、丧失意识、甚至死亡等症状。 氰化钾和氰化钠进入胃后，会与胃酸（稀盐酸）发生反应，产生含有剧毒的氢氰酸（氰化氢）气体。之后，氰根离子（氰化物例子）将与三价铁离子（Fe3+）发生反应，形成稳定的化合物。从而干扰与细胞呼吸密切相关的酵素——?细胞色素氧化酶的工作，导致细胞无法呼吸。此外，还会急速侵犯脑呼吸中枢，在短时间内致人死亡。 ●氰化物的利用 一方面，氰化物在我们日常生产和生活中扮演着重要的角色。在金矿石中，金会以细小颗粒的形式零散分布在石英等岩石内。如果将矿石打磨成粉末，并用空气吹入氰化钾水溶液中，金元素就会溶解。如果在溶液中放入锌，那么锌就会逐渐溶解，而金则相应会凝固成型。人们往往通过这种方法来淘金。 在实施电镀时，为了确保镀层平滑均匀，必须充分发挥氰化物的作用。人们往往使用氰化钾或氰化钠的浓溶液作为金、银、铜等的电镀液。 ●自然界中存在的氢氰酸毒物 最后，希望提醒广大读者注意的是自然界中存在的氢氰酸毒物。酸梅、杏、桃等的果仁中，含有一种名为“苦杏仁苷（扁桃苷）”的生氰糖苷（氢氰酸与糖的化合物），它可以通过酵素分解成为氰醇。氰醇会进一步分解为毒性更强的剧毒物质氢氰酸气体（氰化氢）。 在欧美各国，曾发生过多起误食生杏仁或扁桃仁导致中毒的事故。如果儿童食用5~25粒生杏仁，就可能致死。多年以来，这些果仁一直被作为止咳药使用，但是切忌食用过量。 铊元素的光和影 执笔：山本文彦 在当今世界中，由于误食铊化物导致中毒的事故仍然屡见不鲜，此外，由于铊元素无色、无臭、无味，不易被发觉，因此，往往容易被犯罪分子利用作为投毒工具。在历史上，使用铊进行投毒犯罪的就有因书刊杂志和电视报道而名噪一时的格雷汉姆·杨[英国连环投毒杀手，1947年出生，1961年，年仅14岁时就开始在家人身上试验各种毒药，成年后更是投毒杀害数十人，其中包括他的继母。杨习惯将投毒杀人的经历详细记录下来，因此，被拍成电影而广为人知。]连环投毒案、1981年的日本福冈铊毒案[ 1981年月28日，日本福冈大学医学系附属医院临床检查一科生化检查室技师井上弘幸在福冈市西区的家中自杀，之前，由于其投毒导致7名检查技师同事发生铊中毒。]、1991年的日本东京醋酸铊投毒杀人案[ 1991年2月14日，东京大学医学系技术官员中村良一因被投铊毒导致身亡，其对主治医生称可能是被同事投毒，但是直到两年半后，涉嫌投毒谋杀的中村的上司伊藤正博才被逮捕，据悉两人之间存在激烈的矛盾，促使伊藤最终毒杀了中村。]等。2005年，在日本静冈县，也发生了不满18岁的学生企图使用硫酸铊对生母投毒的谋杀案件。此外，2014年，在日本爱知县，审理涉嫌谋杀的大学生嫌疑犯时，还发现其在高中读书期间，曾企图使用硫酸铊毒杀同县的同学。 ●以前曾被用作脱毛剂 关于铊元素，除了在自然界中少量存在外，还可以通过提炼铜或锌得到，其作为含有剧毒的重金属之一而广为人知。成人在摄入100毫克的铊后，就会出现中毒症状，其致死量大约在600至900毫克之间。19世纪中叶人们最先在英国硫酸工厂的残留物中发现了硫酸铊，并在此后将近100年的时间内，将其用作治疗皮肤病的脱毛软膏。由于使用硫酸铊的过程中，曾发生过多起中毒事故，因此，现在已经基本上不使用其作为药品了。 ●铊发挥毒性的机制 铊不仅通过消化道，还会通过皮肤和气管粘膜进入人体。在摄入后12至24小时内，人体会出现神经症状、呕吐、腹痛、感觉障碍、运动障碍等。严重时会诱发痉挛，甚至导致呼吸困难、循环障碍，直至死亡。如果大量摄入，在5日至2周内，会出现成束脱发的症状。铊在人体内的工作机制与钾极为相似，因此，摄入后会与钾发生抑制性竞争，干扰钾在神经、肝脏、心肌线粒体内的正常工作，导致人体中毒。此外，还会导致酵素丧失作用，无法合成蛋白质和角蛋白，并与维生素B2结合，诱发脱发和神经炎等。由于铊会通过尿液或大便排泄，因此，可以通过检查尿液和大便查明是否中毒。在确认中毒的情况下，应通过洗胃或浣肠、血液透析、使用钾等方式进行治疗。 ●应用于最新医疗领域的放射性铊 虽然铊总给人一种危险的感觉。但是，您知道吗？铊还可以用于医疗领域的疾病诊断。在向人体注射放射性氯化铊注射液后，使用特制相机对来自体内的放射线进行成像处理，借此，可以对心脏疾病、脑肿瘤以及副甲状腺疾病进行诊断。放射性氯化铊中的铊含量大约为2微克以下，由于摄入量极低，不会导致中毒症状。 冬天室内取暖要谨防急性一氧化碳中毒 执笔：贝沼关志 在日本国内发生的中毒致死事故中，急性一氧化碳中毒是数量最多的致死原因之一。无论是由于火灾现场和室内采暖设备燃烧不充分导致的事故，或是使用木炭炉取暖导致的事故，还是劳动事故，一直以来都呈多发趋势。不仅如此，近年来，还频繁发生“模仿互联网上的新闻报道和相关信息，在单厢车[ One box car：单厢车，按车型结构分类，家用小汽车可分为三厢车、两厢车、单厢车。单厢车单厢车是在两厢车的基础上发展而来。它的前部发动机舱进一步缩短，变得很不明显，其发动机盖与风挡玻璃几乎成一斜面，整个车身像一个大厢子，与面包车较相似。 ]等密闭空间中，烧炭自杀”的事故。在缺氧的状态下，燃烧炭或含碳化合物就产生一氧化碳。 ●要密切注意一氧化碳的浓度 空气中的一氧化碳浓度大约为1-10ppm左右。如果增加至4000ppm（0.4%），人在30分钟内就会死亡。另一方面，由于石油产品燃烧不充分产生的一氧化碳大约为5%左右。我想大家都很清楚，在密闭房间中，发生燃烧不充分有多么危险？汽车尾气中大约含有1-7%的一氧化碳，火灾现场的一氧化碳浓度有时可达到10%，这些危险性都是实实在在的，大家都很容易体会到。但是，与空气中的氧浓度（20.9%）相比，一氧化碳的浓度相对较低，那么，为什么它的毒性会那么强呢？ ●对人体有害的原因 一氧化碳与血液中血红蛋白结合的能力非常强，是氧气的250倍左右，因此，会将与血红蛋白紧密结合的氧气挤出体外。这样一来，与一氧化碳结合的血红蛋白（CO-Hb）就会逐渐增加，一旦与一氧化碳结合的血红蛋白超过50%，就会导致人体意识不清，发生痉挛，甚至停止呼吸。当吸入体内的一氧化碳浓度达到0.08%时，就会出现上述情况。 虽然一氧化碳和血红蛋白非常容易结合，但是，这并不意味着吸入一氧化碳后，CO-Hb的含量就会立即激增。当您注意到头痛、疲倦、眩晕等症状时，应立即换气，这一点非常重要。假设空气的密度为1，那么一氧化碳的密度就是0.97，其与空气非常接近，如果及时进行换气，一般情况下都会从产生一氧化碳的场所向外扩散，逐渐散去。在发现由于一氧化碳中毒导致昏迷的患者时，标准的处理方法是立即拨打119，并实施心肺复苏术。之后，应在急救车和医院实施处理，如果暴露在高浓度一氧化碳内的时间较短，那么就可能获救。 什么是病屋综合征？ 执笔：中山荣子 人们将居住环境中存在的各种污染物质导致的健康危害统称为“病屋综合征”。出于节能考虑，现在的住宅往往强调高气密性和高隔热性，与以前的建筑相比，基本没有通风和换气，并且，在施工过程中，多使用将各种化学物质作为溶剂和粘着剂的新型建筑材料和工艺，因此，“病屋综合征”这一说法才会流行起来。不仅在公寓住宅方面，在学校和办公室等空间内，这一问题也越来越明显，欧美各国也将其称为“病楼综合征（SBS）”。 ●症状、病因实例、应对措施？ 大家非常担心“病屋综合征”的病源物质不仅会诱发化学物质过敏症和低浓度中毒症状，还可能加重既有疾病的病情。其致病原因和症状千差万别，各不相同，发病机理等也存在许多不清之处，难以与不定陈述综合征[ 英文名：?unidentified complaints，不定陈诉综合征（unidentified clinical syndrome）是全身倦怠、疲劳、头痛、心悸、睡眠障碍、胃肠功能不良等不固定的多项主诉，但无相应的病变者。]和更年期障碍[ 英文名：?climacteric disorder?，平均而言，一般妇女大约45至50岁开始步入更年期。常会出现热潮红、心悸、情绪不稳定、皮肤萎缩等症状，这是女性荷尔蒙逐渐停止制造，造成月经逐渐不规则。]区分开来。 “病屋综合征”的致病原因主要包括：以甲醛为代表的从建筑材料中挥发的化学物质，从家具、隔断等中使用的阻燃材料和黏合剂中挥发的化学物质，来自蜱虫、霉菌等生物的致病物质，以及化妆品和防虫剂等日常用品。 作为国家层面，日本政府采取了一系列措施应对“病屋综合征”，比如：2003年通过了《修订的建筑标准法》和施行法令。随着法令的修订和通过，JIS[ 日本工业标准的简称，由日本工业标准调查会组织制定和审议。]和JAS[ 日本有机农业标准的简称，是日本农林水产省对食品农产品最高级别的认证，即农产品有机认证。]中规定的建筑材料释放的甲醛等级标识也发生了变更。作为普通大众，我们能采取的最简单的应对措施就是“注意充分换气”，并且，不选择含有可能致病物质的产品。 为什么钠会成为文殊核反应堆难以攻克的难题？ 执笔：藤村 阳 1995年12月8日，文殊快中子增殖反应堆发生了钠元素泄露导致火灾的事故，这堪称日本科学技术史上是一件重大事件。 快中子增殖反应堆是一种可以一边发电，一边生成钚元素的“理想中的核反应堆”（参照上节）。但是，钠的利用却成为了难以克服的瓶颈，在众多核技术发达国家纷纷从积极推进研发向不得不放弃的方向转型后，日本也重蹈覆辙。这一反应堆事故的原因是初期阶段的设计存在重大缺陷，这也成为一个非常棘手的问题。 ●为什么使用存在危险性的钠元素？ 快中子增殖反应堆使用液体金属钠，作为向水中传导核裂变产生热能时的冷却材料。钠元素容易与水发生反应，但在设计时只用一层很薄的金属配管进行了隔离，可以说钠与水是紧贴在一起的。在核反应堆内流动的钠处于500℃以上的高温状态下，因此，只要从配管中稍微向外渗出一点儿，就会与空气中的水分发生激烈的化学反应，从而引发火灾。 当时选择钠作为冷却材料的最大原因在于：钚239发生核裂变时生成的高速中子即使与钠发生撞击，也不会减速，这是钚增殖的关键点。 高速中子激发钚239发生核裂变后，生成的中子个数只是稍稍增多而已，除了核裂变所需的中子以外，仅能勉强确保将核反应堆内铀238转化为钚239所需的中子。所谓“快中子增殖反应堆”，其实就是通过“高速”中子慢慢“分裂增加”钚的核反应堆。 世界上许多用于发电的核反应堆都使用含有重量较轻的氢原子的水作为冷却材料，用来减缓中子速度，从而更加轻松的激发核裂变。另一方面，为了保持中子的高速状态，快中子增殖反应堆则使用含有重原子的液体金属作为冷却材料。钠在难以驾驭的液体金属中属于问题较少的，同时价格也比较经济，因此，用排除法进行了选择。但是，钠元素非常容易发生反应，仍然存在许多值得商榷的地方。 ●事故发生之后的文殊快中子增殖反应堆 自从发生事故以后，文殊快中子增殖反应堆一直处于关停状态。直到2010年5月，日本政府认为文殊反应堆已经采取了充分的安全措施，并据此下达通知，重新启用。然而，仅仅过了3个月，在当年的8月份，核反应堆内就发生了零件坠落的事故，不得不再次关停，随后又不断曝出检查疏漏、报告造假等管理体制方面的严重问题。由于整个文殊快中子增殖反应堆耗资1兆日元，但一直处于关停状态，每年还要付出200亿日元的维护经费，因此，2016年开始日本政府积极推进措施进行协调，准备对该反应堆进行永久性关停废弃。 这些都会让人中毒你知道吗？土豆、蘑菇、薯条，甚至还有自来水…… 我们熟悉又陌生的：电气石、镭温泉、碳素纤维、富氢水、净水器、嘌呤痛风和酒精、病屋综合征-……这些又到底是什么？对我们的生活有什么影响？ 生活中的“坑”大大小小，是时候认清楚它们的真面目了！ 本书内容涉及到我们日常生活方方面面的化学物质， 14位专家学者手把手带你绕过生活中的“大坑”！每小节篇幅短小精炼，专家学者们写作风格深入浅出，保证你在3页以内就能了解到威胁自身生命安全的“大雷”！这是一本每个关心生命安全和注重生活质量的人都应该一读的书。