第二节 钙和镁
一、理化特性
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钙(calcium, Ca)
原子量 40.08，在地壳中含量为3.64%，主要 矿物有石灰石、方解石、大理石等。
单质钙呈银白色，熔点839℃，沸点1484℃， 密度1.55g/cm3，空气中与氧和氮缓慢作用生 成一层氧化物和氮化物保护膜；
钙与冷水作用缓慢，热水中发生剧烈反应放 出氢；
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三、样品采集及保存
与钙镁等离子基本相同。
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四、血和尿中锰的测定
火焰AAS：最简单和广泛使用的方法， 测定波长279.5nm；
石墨炉AAS：低含量锰的测定； ICP-AES ； 中子活化技术； 甲醛肟法和高碘酸钾分光光度法； MS、X-ray。
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第四节 铝 (aluminum,Al)
Mn2+离子可以与大多数阴离子生成很稳 定的锰（Ⅱ）盐，在碱性溶液中，Mn2+ 离子的稳定性比在酸性溶液中低的多， 很容易被空气氧化 ，MnO(OH)
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二、代谢和生物监测指标
人体必须微量元素，有许多重要的生理功 能，过量对人体有害，引起中毒；
接触机会分职业接触和一般接触； 体内只有Mn2+和Mn3+，低价锰毒性大于
通常不容易出现钙过量，滥用钙强 化食品
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镁
人体内重要金属离子，维持人体正常生理功能 参与300多种酶反应，是与能量利用有关的酶反
应的代谢辅助因子。 Mg2+与Na+、K+、Ca2+一起和相应的负离子协
同，维持体内酸碱平衡，调节神经肌肉细胞应 激性。 心血管系统的保持因子 ，缺镁易发生血管硬化， 心肌损害 人体骨骼和牙齿的重要组成成分，镁与钙既协 同又拮抗，
与钙相似的干扰，由于镁灵敏度高，日常遇到 的分析样品中镁含量也比较高，需进行高倍数 稀释，基本上观察不到明显的干扰。
镁是实验室常见元素，需注意防止沾污，严格 控制水和试剂空白，注意所用器皿的清洁。
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第三节 锰
一、理化特性
锰（manganese，Mn），活泼金属 ，空 气中能很快氧化成Mn3O4
金属镁能与大多数非金属和酸反应，镁离子可 与多种配位体形成配位离子。
镁的氧化态为＋2
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二、代谢和生物监测指标
钙： 骨骼和牙齿的主要组成成分， 同时还具有参与细胞的分裂、增殖、
收缩、运动、凝集、分泌、兴奋等 活动等非常重要的生理功能。
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钙的主要作用：
①维持一切细胞功能的主要物质，维持细胞的 通透性；
一、理化特性 地壳中第三丰量元素,丰度达8% 金属铝是常见的活泼金属之一，暴露
在水、空气或其它氧化剂中，其表面 形成致密的Al2O3膜，使其不再进一步 腐蚀。
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人体通过尿、汗、乳汁和粪便排出钙。 约80%经肠道排出，约20%经肾脏排 出，成人每日经尿排出的钙约 150mg~450mg，最高可达1000mg。
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检测尿钙含量可在一定程度上反映 血钙浓度。
钙缺乏是一个全球性健康问题 ，骨 质疏松症，多种非骨骼疾病，如高 血压、动脉粥样硬化、糖尿病、肠 癌等。
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2．样品处理
血清：1%硝酸稀释20倍，混匀备用。 骨样：800℃下干灰化0.5h，将样品转 移至适宜容器中，加2ml浓硝酸溶解， 待完全溶解后，纯水定容，稀释100200倍，备用。
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3．仪器操作条件 表2-3 仪器参数
元素 分析线（nm）
Ca 422.7
Mg 285.3
光谱通带（nm）
0.5
高价锰化合物； 各种途径吸收的锰，绝大部分经消化道由
粪排出，少量随尿排出。
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慢性锰中毒主要表现在神经系统方面障碍
正常人血清锰含量为0.54～61mg/L，尿锰 含量为0.1～1.2mg/d。
血锰和尿锰超出正常范围时，可作为接触 锰和诊断参考指标，也可作驱锰效果观察 指标。
发锰反映机体内锰蓄积情况，其含量对诊 断有一定参考价值，正常人发锰含量多在 1.68～9.8µg/g。
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人体中的Mg
进入人体的镁主要经肾代谢，部分 可由汗排出。
正常人一般不会缺乏镁。
镁中毒患者会出现口干、烦渴、燥 热、困倦、神经肌肉反应性降低、 深部健反射消失，严重时会出现心 房纤颤、呼吸衰竭、死亡。
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三、血和骨中钙和镁的测定
1．火焰AAS原理 样品溶液喷入空气-乙炔焰中，目
标化合物裂解成相应元素的基态原子， 基态原子吸收由该元素空心阴极灯辐 射出的谱线产生分析信号，与标准比 较定量。
②构成骨骼和牙齿以及维持骨骼的主要成分；
③维持正常神经兴奋传递功能，维持肌肉收缩 与舒张，心脏收缩与舒张中亦有重要作用；
④帮助血液凝固并调控血液酸碱平衡；
⑤参与或激活多种酶的活性；
⑥刺激精子的成熟；
⑦除去结肠膜上癌灶含钙量1.0kg~1.25kg， 约99.3%存在于骨骼和牙齿中；
钙是碱土金属中最活泼的元素，可与卤族元 素直接反应，在加热下与硫、碳反应。
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钙的氧化态为＋2。
镁(magnesium，Mg)
原子量24.30 ，地壳中含量约2.5%，主要矿物 为菱镁矿和橄榄石等，海水中也含大量镁。
单质镁呈银白色，熔点649℃，沸点1105℃，密 度1.738g/cm3，具有优良的切削加工性能，航空 工业重要材料，制造照相和光学仪器等，作为 一种强还原剂，用于钛、锆、铍、铀和铪的生 产中。
0.5
火焰类型
Air-C2H2，富燃焰 Air-C2H2 ，贫燃焰
燃烧器高度（mm）
11
7
灯电流（mA）
2
1
参考分析信号
5.0mg/L可产生 0.3mg/L可产生0.4A 0.4A
4．注意事项
（1）Ca： 灵敏度，N2O-C2H2焰中较灵敏，Air-C2H2焰中不太灵
敏，422.7nm的灵敏度分别为0.015mg/L和0.07mg/L; 消除干扰，Air-C2H2火焰中，铝、铍、钛、硅、磷、
硫等干扰钙的测定，加释放剂如0.1%~1%镧盐或加适 量的EDTA减缓干扰; 富燃乙炔-空气焰， 有较高的灵敏度和较少的干扰。 N2O-C2H2焰中测定钙既可提高灵敏度，又减少干扰， 只有高浓度的硅和铝才会产生较明显的干扰，N2O使 用较危险 。
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（2）镁
测定高含量的镁要进行高倍数稀释。
应用乙炔-空气贫燃焰，火焰温度过高会引起 部分电离而使分析灵敏度下降。