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生命元素与绿色化学(化学元素与人体健康课件)
(1)丰度规则 当生物的功能可以从几种可用 元素中选择其一去实现时,生物选择了在自然界存在 较丰富的那种元素。
(2)有效规则 生物要选择更加有效的化合物加 以利用。
研究表明,存在于生命体内的元素可分为四种类型: (1)生命元素:按其含量的不同,又分为常量元 素和 微量元素; (2)有益元素(可能为潜在的生命元素); (3)沾污元素; (4)有毒元素。
为了弥补生命元素的缺乏,必须自机体外及时予以补 充供应。
例如,克山病(因缺硒造成),以心肌坏死为主要症 状。现在大都采用投硒的方法以提高体内的硒含量,普 遍为口服亚硒酸钠或硒盐。
又如,地方性甲状腺肿大和地方性克汀病(环境缺 碘造成)两种地方病的预防都是用投碘控制,目前我国 广泛推广加碘食盐。碘盐是将碘化钾或碘酸盐加入食盐, 世界卫生组织推荐的标准是1:100000。
元 素
危害
最小致死量/10-4%
Be
致癌
4
Cr
损害肺,可能致癌
400
Ni
肺癌,鼻窦癌
180
Zn
胃癌
57
As
损害肝、肾及神经,致癌
40
Se
慢性关节炎,浮肿等
Y
致癌
Cd 气肿,肾炎,骨痛病,高血压,致癌
3.5 -
O.3~0.6
Hg
脑炎,损害中枢神经及肾脏
16
Pb
贫血,损害肾赃及神经
4 生命必需元素的补充和有毒元素的促排
有益元素:是指人体中假若缺少这些元素(如Li、 Ce、Al、As、Rb、Ti、Sr、B和稀土元素)虽然可以维 持生命,但不能认为是健康的。
沾污元素:有20~30种普遍存在于各组织中的元 素,它们的浓度是变化的,而它们的生物效应还没有 被完全确定,它们也可能来自环境的沾污,因此称沾 污元素。
有毒元素(污染元素):当对沾污元素觉察出有 害的生理或行为症状时,沾污元素就成为污染元素了, 例如,血液中的铅、镉和汞虽然浓度极低,但是起着 有害作用,它们是污染元素。
1941年
主要成就 发现第一个抗生素:
盘尼西林 发现DNA双螺旋结构
合成氨化肥的生产
主要杀虫剂DDT 进入 市场增产粮食、蔬菜
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作用
减轻疼痛 预防疾病 保健益寿
减轻人口 增长、对 食品需求
的压力
20世纪化学工业的贡献
领 域
年代
主要成就
作用
1921年
天然气、氢烃蒸气裂 解制造乙烯
奠定石油工业 发展基础
而对体内有害金属离子,目前清除办法,是选择合 适的螯合剂与其结合成稳定的配合物而排除体外。这种 方法称为螯合疗法(或配体疗法)。所用的螯合剂称为促 排剂(或解毒剂)。
绿色化学(Green Chemistry)
又称 : 环境无害化学 (Environmentally Benign Chemistry)
环境友好化学 (Environmentally Friendly Chemistry)
清洁化学(Clean Chemistry)
绿色化学
0 绿色化学概述 1. 绿色化学研究的主要内容 2 组合化学与分子设计
绿色化学 0 绿色化学概述 0-1 绿色化学的基本含义 0-2 绿色化学提出的背景
目录
绿色化学
3 污染元素对人体健康的危害
目前在人体组织中发现的元素数目已多达70余 种,仅在血液中就含有30多种元素。除了上述生命 元素外,其余元素是随着自然资源的开发利用和工 业发展而进入环境,它们通过大气、水源和食物等 途径而侵入机体,有些成为人体中的污染元素。主 要污染元素对机体的危害见表。
污染元素对人体的危害
2 元素在人体中的存在形态及生物功能 元素在生物体中以不同形态存在,大致可分为四
种情况 。 (1)无机物结构元素Ca、F、P、Si和少量的Mg,
以难溶无机化合物形态存在于硬组织中,如SiO2、 CaCO3、Ca10(PO4)6(OH)2等。作为结构材料,Ca、P构成 骨骼、牙齿。
(2)有电化学功能和信息传递功能的离子Na、 Mg、K、Ca、Cl等,分别以游离水合阳离子和阴离子 形式存在于细胞内、外液中,两者之间维持一定浓度 梯度,Ca2+与氨基酸中的羧酸结合起到传递某种生物 信息的作用;存在于体液中的Na+、K+、Cl-等起到维 持体液中水、电解质平衡和酸、碱平衡的作用。
生命元素与绿色化学
杨桂琴
生命元素
1 生命元素、有益元素、沾染元素、有毒元素 科学工作者通过研究环境元素和生命元素的关系,
了解到生物体在适应生存和进化中,逐渐形成一套摄 入、排泄和适应这些元素的保护机制。
元素是如何被选择的,这是一个有趣而尚未完全解 决的问题,但在生物演化过程中,总结了一些元素被 生物选择的规则,了解其中的两点:
卤化物 氯碱厂、制冷剂厂、有机合成厂
有机类废气 石化厂、有机合成厂
固体悬浮物 发电厂、焦化厂
石 1930年
油 工
1938年
业 1939
~45年
开始生产聚氯乙烯 生产出化纤尼龙
开始生产顺丁橡胶
成功开发石化 产品:合成纤 维、橡胶、塑 料、洗涤剂、 涂料、粘合剂 家电部件、… 遍及衣食住行
化学工业的主要污染物 ── 废气
污染物
主要来源
硫氧化物 硫酸厂、硝酸厂、染料厂、石 氮氧化物 化厂、化纤厂
生命元素:是指在生物体中能维持其正常生命活动 功能所不可缺少的元素。
人体内大约含有27种生命元素。其中常量元素为: O、C、H、N、Ca、P、K、S、Cl、Na、Mg等,约占人体 重的99.95%,微量元素仅占人体重的0.05%,它们是: Fe、F、Zn、Si、Br、Sn、Cu、V、I、Mn、Cr、Se、Mo、 Ni 、Co,但其作用不小,此外还有B。
在生命元素中13种非金属元素(H、C、N、O、P、 S、F、Cl、Br、I、Si、Se、B),除H外集中在p区右上 角,14种生物金属在周期表中有两个主要密集区:一是 ⅠA、ⅡA族的四金属“岛”(K、Na、Ca、Mg),它 们是常量元素;二是第一过渡系,它们是微量元素,是 生物体中金属蛋白和金属酶的重要结构成分。
其目标是既从根本上保护环 境,又能推进工业生产的发展。 与传统化学和化工污染后治理的 模式不同,绿色化学的宗旨是从 流程的始端就对污染进行控制和 治理,对可持续发展和人类生活 的改善具有重要意义。
目录
20世纪化学工业的贡献
领域
生物 医药
化工 化肥 农药
石油 工业
年代 1928年 1953年 1913年