随着国民经济实力的增长,人民生活水平的日益提高,健康逐渐成为人们关注的焦点,人们在生活的各个方面都更加注重健康问题,而人体中多种化学元素又是影响健康的重要因子。不同的化学元素在人体中有不同的功能,它们组成了人体中重要的生命有机化合物,进行着多种化学反应,维持着正常的新陈代谢,人体健康是体内多种化学平衡的结果。所以,了解人体中的化学元素、化学反应、化学平衡对人体健康是十分重要的。
人体疲劳的秘密
疲劳,几乎是人人都常有的生理观象。然而,它却使人讨厌。因为它不仅妨碍人们继续工作、学习,甚至在疲劳的时候,连看看电影、听听音乐的乐趣也没有了。这是多么使人扫兴而又令人厌恶的事啊。那么,怎样才能消除疲劳呢?
要消除疲劳,首先必须弄清造成疲劳的原因。
在今天的人类社会上,人们生活的条件较之以前是大大优越了。家庭生活的电器化、交通工具的现代化,为人类提供了种种方便,真是又省时又省力,按理说,没有什么再给人造成疲劳的了。其实不然,疲劳仍然时刻袭击人们的心头。这是因为,造成疲劳的根本原因不单纯是过度的体力消耗。
那么,疲劳到底是怎样形成的呢?
心理作用是产生疲劳的原因之一。激烈运动以后,情绪松弛下来,疲劳的感觉会立即出现。但是从化学的角度来看,疲劳与碳水化合物的代谢有密切关系(图4-1)。
人体各组织器官在进行紧张的生理活动时,一面消耗大量营养物质,如三磷酸腺甙。这种高能量化合物的水解,是一种大量放热的反应。而在运动时,肌肉纤维收缩,加速细胞里的吸热反应。如果人体肌肉里所储存的三磷酸腺苷很快消耗掉,又来不及补充,人就感到疲劳。
另一方面,在激烈运动时,血液对肌肉所需要的氧气会供应不足,那么,肌肉细胞就必须调动葡萄糖的分解来产生能量。可是,葡萄糖分解的同时会形成许多代谢废物(如二氧化碳和乳酸等)。这些代谢物在血液里堆积到一定程度时,肌肉便不能继续有效地进行活动,这一信息传给中枢神经,中枢神经便立即发出应该休息的信号——疲劳感。
休息是消除疲劳恢复体力的主要途径,其中最有效的是睡眠。人在睡眠中,一切生命活动缓慢下来,各组织器官处于恢复和重新积累能量的状态。所以一觉醒来,疲劳多能不同程度地消除。倘若睡前能用温水洗脚,睡时讲究姿势,并能排除一切杂念,安然入睡,醒后会感到精神振奋,如释重负。
如果你的午餐中碳水化合物含量高而蛋白质含量低,下午你会感到疲劳。那是由于碳水化合物促进了脑内具有镇静作用的化学物5-羟色胺的产生。经研究,蛋白质通过限制5-羟色胺的产生能抵消碳水化合物所致的瞌睡。所以,合理的膳食也可以帮助减少疲劳。过重的体力活动要消耗大量的蛋白质和糖,应注意加以补充。
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病态疲劳
病态疲劳指某种疾病引起的疲劳,如困倦乏力、少气懒言、食纳不佳等。这些现象常常出现在病前、病中和病后。病态疲劳出现在病前是种信号,预示体内潜伏着某种功能失调;出现在病中是种症候,表明体内某些病理状态的改变;出现在病后,常说明体力尚未康复。
人体内的金属元素
“人身上有许多金属!”当你听到这句话时,也许会感到吃惊,但是,这是事实。
人体内不仅存有许多金属,而且它在人体中起着重要作用。比如铁在人体内就居有重要的地位。在人体内,血有好几种作用,但重要的作用还是带送氧气:把它从肺部输送到人体各个组织中去,然后又把组织代谢产物——二氧化碳运回到肺里,呼出体外。血液所以有这种功能,是因为血液中的血红蛋白具有与氧和二氧化碳结合而又分离的能力。铁是合成血红蛋白的主要原料。人体内有几克铁,其中有一多半都集中在血液里,正是铁提供了氧在肺与组织之间运输的基本保证,否则人就会因缺氧而死亡。此外,铁在人体内还能帮助人体“烧毁”碳水化合物、脂肪、其他有机物,供给人体活动所需要的热能。成年人每天需要十五毫克铁,如果在膳食中得不到必需的铁量,那就会引起“营养性贫血”。人体需要的铁质可以从动物的肝、瘦肉、蛋类、菠菜等食物中摄取。
钙是人体内所有无机盐元素中含量最高的一个。人体内的钙90%集中在骨骼和牙齿里,1%留在血液等处。钙主要是参与骨骼和牙齿的形成。此外,还能够防止神经感应性过高,减少肌肉抽筋现象;人体受伤出血后,钙有助于血液凝固,以制止流血。一个成年人的体内大约含钙一至二千克,每天应进食零点七、八克的钙,才能满足生理的需要。正在发育的儿童体内缺钙,就会发生软骨等缺钙病症,影响正常发育;成年人缺钙,就会造成牙齿松动、骨头疏松等现象。
人体内有钠和钾。它们在人体内的重要功能是维持体内水的平衡、渗透压的平衡、温度平衡等。人体的这些平衡一旦遭到破坏,生理就会失调,以致发生疾病。所以,人们称钠、钾为人体天平的砝码。
人体内还有铜、锌、镁、锰等。我们知道,酶是人体新陈代谢过程中不可缺少的物质。在人体的生理活动中,不同的酶有不同的作用。像淀粉酶能催化淀粉的水解(消化过程),产生糊精及麦牙糖。胃蛋白酶能促化蛋白质水解,使其产生多肽及氨基酸等等。然而这些酶有的是单纯的蛋白质,有的还会有非蛋白质成分——金属铜、锌、锰、镁。某些酶缺少了这些金属,将会失去作用。
上面只是重点地介绍了一些金属在人体内的作用,但人体内的金属远远不止这些。比如,在人的大脑里就有铜、锰、钒、钼、钴、铋……二十余种金属。另外在肺中发现了锂,在眼睛的视网膜里则含有钛、钼等。科学家们虽然愈来愈多地发现了人体内的金属,也越来越了解了它们的功能,但是还没有揭开它们在人体内的全部秘密。
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对人体健康有害的金属
人的生长过程中,人们会经常进食受污染的食物,吸入金属粉尘、金属蒸气,有害金属通过人体的消化道、呼吸道和皮肤粘膜进入人体。科研人员排出了潜在毒性较大的前10种金属,顺序为:汞>锡>铅>铬>铊>锑>锇>锌>锰>银。排在前几位的均是重金属元素,而重金属元素污染通常无色、无嗅、无异味,难以提防,而且,重金属污染物能被水生动物吸收并在体内富集,再通过“食物链”的传递作用,在最后进入人体前可富集成千上万倍,构成可怕的威胁。另外,有害金属还能通过胎盘影响下一代的健康。
防治重金属中毒的食物
有些食物具有解毒、驱毒作用。绿豆是一种良好的解毒食物,对重金属中毒有较好的防治作用,应在日常的膳食中多吃绿豆粥、绿豆汤、绿豆芽或其他豆制品。胡萝卜不仅含有丰富的胡萝卜素,而且含有大量的果胶物质,这种物质与汞结合,能有效地降低血液中汞离子的浓度,加速人体内汞离子的排除,有驱汞作用,经常接触汞的人应常食胡萝卜。红薯含有丰富的维生素和纤维素,红薯中黏蛋白和纤维素有阻碍铅元素吸收的作用。另外,大蒜也能起到较好的防治铅中毒的作用。经常与铅打交道的人应常吃红薯、大蒜。新鲜蔬菜都含有植物纤维,它具有加速排除体内有害金属的功效,可减少粪便中有毒金属对肠粘膜的不良刺激和吸收。
消毒常用药物——酒精
庆祝宴会、佳节良宵、交际桌上、烹调食物、调剂药物等等都少不了酒。酒是含有乙醇的饮料,乙醇俗名酒精,是一种能和水任意比混合的无色液体。它略有香味、略带甜味而有刺激性,并能醉人。我们饮用的各种酒,含乙醇的浓度各不相同。啤酒含乙醇3%-5%,葡萄酒含乙醇6%-20%,黄酒含乙醇8%-15%,白酒含乙醇50%-70%,所以有的酒易醉人,有的酒难以醉人。
酒精有舒筋活血的功能。关节疼的人,如在晚上用热水洗后擦干,再用手蘸上着火的酒在关节疼痛部位用力揉搓几遍,第二天疼痛大减或消失。当你用手去抓火苗旺盛的酒时,也不必害怕,因燃烧时,水分、酒精同时蒸发。水带走了许多热量,所以火势虽太,强度却不高。
另外,酒精还可以用来消毒,这是大家都知道的常识。可奇怪的是,在医疗上所用的消毒酒精是75%的酒精,纯酒精反而不能杀菌。这是什么原因呢?
原来,细菌是一大类体积极小的微生物,在自然界中分布很广。细菌细胞的构造大致可分为细胞壁、细胞膜和细胞质,细胞壁的内侧是由脂蛋白和磷脂所形成的细胞膜,膜内充满着细胞质,内含能制造各种蛋白质的“小工厂”。而酒精具有很大的渗透能力,能够通过细胞膜进入细菌体内,使蛋白质变性,将细菌杀死。所以它是医疗上常用的消毒剂。护士给病人打针时,先用药棉浸了酒精在打针部位擦一下,这样就能杀死皮肤表面的细菌,使细菌不能随针口侵入而造成感染。此时,护士所用的酒精大约含乙醇70%左右。
然而,奇怪的是,细菌遇到纯酒精(含乙醇99.5%以上)倒不会死去。这是因为当纯酒精接触到细菌后,由于纯酒精的浓度很大,吸水性较强,一下子就破坏了细菌细胞壁的蛋白质结构,使蛋白质急速变性。变性后的蛋白质粘性增大,渗透压降低,使酒精不能继续扩散到细胞内部,故细菌虽暂时丧失活力,并不死亡。
把酒精稀释到70%以后,由于它能缓慢地渗透到细菌内部,杀菌能力便大大提高。这样看来,似乎酒精越稀,杀菌能力越强。其实不然。浓度小于70%的酒精,使蛋白质变性的能力又嫌太弱,故用70%的酒精消毒最为理想。可是,乙醇极易挥发,为了防止乙醇挥发使酒精浓度变小,降低杀菌效力,所以杀菌时应配制75%的酒精溶液。
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红汞和碘酒不能同时使用
红汞和碘酒都是外科医生常用的消毒剂。但是,这药房中的“近邻”却如“水火不相容”。所以,外科大夫处理病人伤口时,总是用了红汞就不再用碘酒了。“近邻”间的矛盾为何这般尖锐?这还须从红汞和碘酒两方面来说。红汞俗称红药水,它是1%~2%的汞溴红的水溶液。汞溴红的结构中含有汞元素的成分。碘酒就是碘的酒精溶液,其中含少量的碘化钾。当红汞与碘酒相遇时,就发生化学变化,生成一种毒性较强的碘化汞。碘化汞能溶于人体的血液里,使人牙床浮肿发炎,疲乏,头痛,易怒,甚则战栗,引起古怪的神经症状,以至死亡。所以,在进行消毒时,不要同时使用红汞和碘酒。
安全食用绿色蔬菜
在人们的日常生活中,有许多人认为,现在宁可一日无肉,不可一餐无菜,可见蔬菜在人们的心目中已占了重要的地位,这不仅因为蔬菜可使吃腻了肉类的人们转换口味,而且还具有丰富的营养价值,如维生素、矿物质(钙、铁等)、蛋白质、脂肪、糖等,有益健康。
但是,在食用蔬菜时,人们必须警惕因蔬菜受农药污染而带来的危害。最近,国内外报纸不断报道因食蔬菜而导致农药中毒的事件。
蔬菜中为什么有残留农药呢?原来在给农作物施用农药时,一部分农药粘附或吸附在蔬菜的表面,另一部分农药落在土壤和水体中。残留在土壤和水体中的农药通过植物导管进入到根、茎、叶、果实中,并且随植物的生长不断的蓄积。
目前发现蔬菜上常见的剧毒农药是有机磷类杀虫剂。当人们食用被农药污染的蔬菜后,有机磷食进胃肠道后被吸收进入血液循环,并经血液循环到达全身,从而出现各系统的中毒症状。中枢神经系统的中毒症状表现为:全身乏力、头痛、头晕、烦躁不安、瞳孔缩小、视力模糊,甚至昏迷等;消化道症状为流涎、恶心、呕吐、腹痛、腹泻等;心血管系统表现为:心率下降、血压降低或升高;呼吸系统表现为呼吸困难,甚至肺水肿;泌尿系统表现为小便失禁;皮肤的汗腺因分泌汗液增加而大汗淋漓。最后常因呼吸衰竭、呼吸肌麻痹或循环障碍而死亡。
食用农药污染的蔬菜而导致中毒的严重性已引起人们的广泛关注。那么,应该如何清除残留在蔬菜上的农药呢?
人们在食用蔬菜时都要用水清洗,有的还要去皮;还有的人用水较长时间浸泡,或者用中性洗洁剂、碱性水、稀高锰酸钾水浸洗;还有的人先用清水将表面污物洗净,放入沸水中2~5分钟捞出,然后用清水冲洗1~2遍。这些办法在去除表面粘附或吸附的残留农药是行之有效的办法,如苹果清洗后去皮,可以去除残留的六六六农药90%以上;菠菜加热后可去除克菌丹农药残留的93%。但是,水洗、水浸法只能去除表面粘附或吸附的那些水溶性残留农药,而有机氯类脂溶性农药是洗不掉的,用中性洗洁净则可以部分洗掉,但必须要把洗洁净冲洗干净。实际生活中,可以将以上几种方法联合使用。
特别指出的是:韭菜虫害——韭蛆常常生长在菜体内,表面喷洒杀虫剂难以起作用,于是部分菜农用大量高毒杀虫剂灌根,而韭菜具有的内吸毒特征使得毒物遍布整个株体,所以韭菜被污染的情况相对严重一些。因此,对韭菜最好采用碱水浸泡法,时间在1~2小时。
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不能施在蔬菜上的农药
1、有机汞制剂。如西力生、赛力散、富氏隆(磺安汞)、升汞等,这类农药对人、畜有剧毒,使用时如果药与皮肤接触,特别是与破伤处接触或喷药时从鼻口吸入,容易积累在人体内,不易排出,以致造成积累性中毒。
2、有机磷制剂。如1605、1059、3911、三磷、磷铵、飞拌磷等,这类农药对人、畜毒性极大,它能直接通过口腔进入体内,使人中毒,也能通过皮肤渗透和呼吸道等途径进入人体而中毒。
3、有机氯制剂。如六六六、滴滴涕,这两种农药的毒性较低,但因其性质稳定,在生物体及土壤内不易分解,经常食用施过这两种农药的蔬菜,其残毒在人体内不断积累,容易造成慢性中毒。
为保护人们身体健康,防治蔬菜虫害,必须选择高效低毒、残效期短的农药,如敌百虫、敌敌畏、乐果、马拉松、亚胺硫磷、多菌灵、托布津等。这些农药虽然毒性较低,但也要严格遵守蔬菜施药后7~10天才能采收上市的规定。
居家必备的消毒药
不少人在对家庭中的茶杯、餐具等进行消毒时,总爱让灰锰氧作帮手。灰锰氧,就是实验室常用的无机氧化剂——高锰酸钾,它是居家必备的消毒药,深紫色的晶体,且溶于水。
使用高锰酸钾可大有学问。是否随便在水里放点高锰酸钾即成消毒水了?茶杯、餐具放到消毒水里浸一浸,拿出来是不是就算消过毒了?消毒水由紫红色变成棕黄色后,还能不能继续使用呢?
高锰酸钾是一种强氧化剂,它与有机物质(例如微生物)接触时,可放出新生态氧将细菌杀死。要达到消毒的目的,首先要注意药水的浓度。消毒水一般配成0.4%溶液最好。过稀不能杀死细菌;过浓不仅浪费药物,而且对皮肤、物品有刺激腐蚀性。其次要注意消毒的时间,一般茶杯、餐具要浸泡10~15分钟。另外,当消毒水由紫红色变成棕黄色后,就不能再继续使用。这是因为高锰酸钾在消毒过程中逐渐被还原,失去杀灭微生物的效力。有时,还没使用过的消毒水也会变色,这是因为高锰酸钾受光照射容易分解成锰酸钾、二氧化锰和氧气。锰酸钾是深绿色的,二氧化锰是黑色不溶物。所以当发现消毒水发绿,并有沉淀时就不能使用了。为了防止消毒水变质,最好现配现用,如一次用不完,可保存在棕色瓶子里,并放在阴凉通风处。
在使用过程中,如果不慎将消毒水溅在衣服上,可用草酸与稀盐酸的混合液洗去。因为高锰酸钾在酸性环境中可被草酸还原成无色的化合物。所以,紫色的高锰酸钾斑渍就消失了。
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降服红墨水
红墨水溅到衣服上,使人非常讨厌。即使随溅随洗,效果也不理想。为了解决这一问题,人们从化学的角度找到了降服红墨水的帮手——高锰酸钾。用棉花蘸点6%的高锰酸钾溶液,在沾有红墨水渍的地方轻轻擦拭,不大一会儿,墨水的红色便可褪去。欲知高锰酸钾降服红墨水的化学原理,首先要了解红墨水的红色来源。红墨水的红色主要是“一品红”的颜色。“一品红”是一种有机色素,它之所以显色,是因为分子中含有发色团醌式结构。如果分子中的醌式结构被破坏或转化成为其他结构时,物质的颜色便褪去。高锰酸钾是一种强氧化剂,光照能使其迅速分解,放出原子态氧,原子态氧有很强的氧化性,所以“一品红”遇上高锰酸钾,它的醌式结构就被氧化成苯式结构,因此墨水的红色就褪去了。
食物中毒的第一杀手
每当大白菜上市的旺季,家家户户都要多买一些,贮存起来过冬食用。贮存时应把白菜挂在通风、干燥、阴凉处,不要闷放在地窖里。如果贮存不妥,就会出现白菜腐烂现象。腐烂了的白菜不但人不能食用,而且也不能喂牲畜。这是为什么呢?
因为在大白菜中含有一定量的硝酸盐,硝酸盐本身是无毒的,但当白菜中同时有大量还原性微生物存在时,白菜腐烂以后,在细菌的影响下,其中的还原性微生物大量繁殖,从而加速硝酸盐分解成有毒的亚硝酸盐。食入0.3~0.5克的亚硝酸盐即可引起中毒甚至死亡,真不愧是食物中毒的第一杀手。
为什么亚硝酸盐都是有毒的物质呢?
因为人的呼吸离不开氧气,而空气中的氧气是通过呼吸道进入肺里,在肺里被血液吸收的。氧气在血液中是靠和低铁血红蛋白结合而运输的,只有极小部分的氧气是以物理溶解形式运输的。低铁血红蛋白作为氧气的载体,它克服了氧气在水中溶解度低的限制,把肺部吸入的氧气适量地送给组织细胞。可是,亚硝酸盐能使血液中正常的低铁血红蛋白氧化,变成高铁血红蛋白,从而使血液丧失携带氧的能力,造成人体缺氧,引起头痛、头晕、恶心呕吐、腹胀、心跳加快等中毒症状,严重的还会发生抽风、昏迷,甚至危及生命。所以千万不要吃烂白菜。
再如农贸市场出售碧绿的新鲜咸菜,很多人为他们的颜色和美味所吸引,以为新鲜好吃争着买。殊不知,吃这种新鲜咸菜是很容易造成食物中毒的。这是因为新鲜的蔬菜中含有一定数量的硝酸盐,若腌制不透,硝酸盐便可在肠道细菌的作用下还原为有毒的亚硝酸盐。一般来说,雪里蕻产生亚硝酸盐在腌后20天左右为高峰;青菜最快,一天即可产生。但多种蔬菜经过一个多月的腌制,硝酸盐即可遭到破坏。
在我国南方许多地区素有腌制蔬菜的习惯,每当蔬菜旺季,家家户户都要将蔬菜晒干,腌后贮藏起来。有的人为了泡发干腌菜,喜欢用冷水浸泡数小时,甚至过夜。殊不知,用冷水长时间浸泡干腌菜,容易使干腌菜产生大量的亚硝酸盐。有人做过实验,用冷水浸泡干腌菜,8小时后亚硝酸盐的含量为每千克11.28毫克,浸泡20小时后高达606.69毫克,泡24小时后可高达1809.2毫克,这样高的含量根本不能食用。而用开水浸泡干腌菜,由于开水杀灭了晒制过程中污染的细菌,基本上就没有亚硝酸盐产生。因此,烹调干腌菜前,请不要用冷水浸泡。
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警惕工业用亚硝酸盐中毒
纯亚硝酸盐,虽然也属盐类,但它是工业用盐,与食盐的功用截然不同。食盐的主要成分是氯化钠,既是“百味之王”,又是人体不可缺少的营养素。亚硝酸盐则有多种,最常见的亚硝酸钠(图4-10)和亚硝酸钾,为白色小晶体,味咸略涩,易溶于水。它们在工业上常用于生产各种染料;在实验室常用作氧化还原剂;在鱼、肉等食品加工上,则有防腐、着色和增香作用。但若把它们误作食盐调味,食入300~500毫克,经十几分钟即会使人出现中毒症状;食入3克,可导致死亡。工业用亚硝酸盐的中毒症状与腌菜、烂菜中毒一样,但程度要比后者往往严重。一旦发生误食工业用亚硝酸盐中毒,应及时送医院救治。
健康的风向标——pH值
小朋友们,你听说过pH值吗?你知道pH值代表的意思吗?其实,pH值,也就是平常所说的酸碱度。要问酸碱度为什么叫pH值?这要从水讲起。
你知道吗?在各种天然水中,以雨水为最纯净。纯净的水是无色无嗅无味的透明液体,它是由两个氢(H)原子和一个氧(O)原子结合而成的,分子式写成H2O。通常,水里边不但有水分子,同时还有因水分子微弱电离而形成的氢离子(H+)和氢氧根离子(OH-)。只不过纯水的电离度非常小,没有电离的水分子浓度变化微乎其微,实际上可以看做一个常数。
在水溶液里,氢离子浓度代表着酸性反应,氢氧根离子浓度代表着碱性反应;在一定温度下,它们二者的乘积是个常数,所以氢离子浓度与氢氧根离子浓度之间又是个互补关系。这样的话,用其中一种离子浓度,就能同时表示出里面另一种离子的多少,也就能反映出酸碱程度来。因此,才延续下用氢离子浓度来表示酸碱度的习惯。
根据实验测知,在25℃的温度下,纯水中的氢离子浓度等于10-7时为中性反应。于是,大于这个数值的,说明氢离子多了,是酸性反应;小于这个数值的,说明氢离子少了,是碱性反应。因为这些数值很小,写起来和用起来都很麻烦,后来就有人又提出用氢离子浓度的负对数值来表示的办法。也就是说,纯水,就可以把氢离子浓度简化写成pH=7.
可见,pH值是一个符号,它代表着氢离子浓度的负对数值,包括有0~14这么个范围,并用7来划线,数值越大,碱性越强,数值越小,酸性越强烈。
像化工厂离不开pH值一样,人体这个“化工厂”也与pH值密切相关。在人体中,新陈代谢无时无刻地在进行中,但新陈代谢需要有一个合适的环境,其中人体对pH值的要求,即对酸碱度的要求是一个重要方面。在生命活动过程中不断产生酸性物质和碱性物质,并有相当数量的酸性物质和碱性物质进入体内。因此,酸性物质和碱性物质必须保持一定数量的比例,即pH值的大小在人体的各部位都有一定的范围,如果一旦发生变化,就可能对有机体产生毒性。例如,人体血液的pH值大约为7.4左右。如果PH值降到接近7,那么人就要死亡;若pH值升高到7.9,人也要死亡。
我们的皮肤也可分为酸性和碱性两大类,依皮肤表面的酸度和碱度(pH值)状态而定,pH值7为中性,7以上为碱性,7以下为酸性。据专家们测定,一般健康皮肤呈弱酸性,pH值为6最为标准。一旦皮肤的pH值超过6.5时,细胞就会受到破坏,使皮肤粗糙和过敏,有时还会出现湿疹、斑疹。有趣的是,人体内的PH值与皮肤的pH值在正常情况下刚好相反,即酸性体质的人皮肤会碱性化,会对皮肤形成更大的威胁。
通常干性皮肤皮脂分泌量少,pH值会大于7而呈碱性,因此在清洁面部时就宜选用微酸性的香皂或洗面奶,并少用冷水洗脸,避免将脸越洗越干,在饮食上更要注意控制酸性食物进食量。油性皮肤与干性皮肤正相反,油脂分泌量多,容易阻塞毛孔引起毛囊炎和疖子,青年人情况会更严重些,应该选用中性或稍偏碱性的洗涤用品,最好使用温水或热水洗脸;清洗面部的次数也应多一些,每日三四次,要注意控制油性化妆品的使用量,尽量选用含水分较多的化妆护肤品。
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pH符号的由来
1909年的一天,丹麦哥本哈根某啤酒厂早已下班,只有啤酒厂的工程师索伦森仍在苦苦思索着。在他的工作中,经常化验啤酒中所含氢离子浓度,每次化验结果都要记载许许多多个零,这不但很麻烦,也容易出错。夜深人静,索伦森觉得饿了,想去找点吃的,他一起身把一本对数表碰落在地上,当“对数”这个词映入他眼帘时,他豁然开朗了。索伦森决定用氢离子浓度的负对数值来表示氢离子浓度。由于氢离子浓度的负对数值的英文是Potential hydrogenion concentration,取前两字的首字母pH来代表,这就是pH符号的由来。
水壶里面的“白铠甲”
如果你注意观察,在生活中常会遇到这种现象:烧水壶用得越久,里面的水越难以倒出来,打开盖子一看,原来壶壁和壶底上穿了厚厚的一层“白铠甲”(图4-12);热水瓶使用一段时间后,瓶胆光洁的表面上也会覆盖一层灰白色的东西。这是怎么回事呢?
原来这是因为烧开水时,水中钙和镁的酸式碳酸盐受热分解成碳酸钙和碳酸镁,碳酸钙和碳酸镁在水中的溶解度很小,一部分沉积在锅炉的内壁上,一部分随开水冲入热水瓶。时间一长,沉淀越积越厚,就成了水垢(或叫做水锈)。烧水壶用久了壶嘴会变细也是这个原因。
虽然水是无色透明的液体,但却有软硬之分。人们使用肥皂或香皂用自来水洗头时,干后一梳,会发现梳齿上有一层“白霜”。这层“白霜”的生成就是硬水在捣鬼。如果换以雨水洗,就不会有这种现象。那么,什么是硬水?什么是软水呢?
硬水就是含可溶性钙盐、镁盐较多的水。天然水除雨水不含有固体溶解物以外,其他水都含有矿物质。如酸式碳酸镁、酸式碳酸钙、硫酸镁、硫酸钙等。含有这类物质的水叫做硬水,不含这类物质的水叫做软水。硬水还可以分成两类,含有酸式碳酸镁和酸式碳酸钙的水叫暂时硬水,因为这两种物质通过水的煮沸就能除去。含硫酸镁、硫酸钙及氯化镁、氯化钙的水叫永久硬水。永久硬水只有通过化学方法才能变成软水。
用硬水作工业锅炉用水,日久就会产生锅垢,这主要是由于钙、镁的酸式碳酸盐受热分解,生成难溶于水的碳酸钙、碳酸镁的缘故。由于锅垢传热性能极差,要将水烧开,锅炉必须烧到赤热。这样,一方面浪费燃料,另一方面,万一水垢有了裂纹,水渗入进去与赤热的铁接触,就会发生化学反应生成氢气,氢气把水垢弄松,使更多的水渗入而产生大量的氢气,结果会引起猛烈的爆炸。
另外,据分析,天然水中还含有铜、锌、镍、钴、锰等盐类。这些盐类也可随水垢一同沉积下来。虽然铜、锌、镍、钴、锰都是人体所需要的微量元素,但若摄入过多,也会引起慢性中毒。如果在热水瓶中盛放其他酸性饮料,水垢就会被溶解,饮用酸性饮料时,这些盐类就会进入人体内部,影响健康。
如果想把这层水垢清洗下来,可在水瓶中倒入一定量的稀盐酸,轻轻晃动,水垢就会溶解。因为碳酸钙、碳酸镁能与稀盐酸作用生成可溶于水的氯化钙、氯化镁。然后用清水多次冲冼,就达到了去垢的目的。如果家庭中没有稀盐酸,可把食醋烧热冲入瓶胆内,浸泡几小时后,轻轻摇晃,水垢便脱落下来。因为食醋的主要成分是醋酸,醋酸能与水垢中的碳酸钙、碳酸镁作用,生成可溶于水的醋酸钙、醋酸镁。
铝壶中的水垢也可用此法清除,但要掌握好反应时间和盐酸、食醋的用量,否则,铝壶将会和盐酸、食醋反应而缩短使用寿命。
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硬水变软水
家庭一般可采用下面两种方法软化硬水。
(1)若水的硬度不太大,可采用加热煮沸的方法,使水中的酸式碳酸钙、酸式碳酸镁分解成为碳酸钙、碳酸镁的沉淀而除去。
(2)若水的硬度很大,要采用化学方法加以处理。每50升硬水加熟石灰5克、纯碱2.8克,搅匀静置即可。熟石灰在这里是为了除暂时硬水,它可以和酸式碳酸钙、酸式碳酸镁作用生成不溶于水的碳酸钙、碳酸镁;纯碱是为了除永久硬水,它可以将氯化镁、氯化钙变成碳酸镁、碳酸钙沉淀,也可以将硫酸镁、硫酸钙变成碳酸镁、碳酸钙沉淀,从而达到清除钙、镁成分的目的。
明矾使水变干净了
住在江边、河边、湖边的人,总喜欢饮用这些得天独厚的水。可是,这种水中一般悬有泥沙、细菌和其他有机杂质。为了清除这些杂质,他们就采用一种方便而有效的明矾(图4-13)净水法。明矾为何能净水呢?
明矾,是一种无色透明的晶体,化学名称叫做十二水合硫酸铝钾,它是由硫酸铝和硫酸钾两种盐组成的复盐。明矾溶于水后,就电离出钾离子、铝离子和硫酸根离子,电离出的铝离子在水中能发生水解反应生成氢氧化铝胶体。
什么是胶体呢?比如,把食盐放入水中,组成食盐的小微粒(钠离子和氯离子)就均匀地分散到水分子中间,我们把食盐和水的混合物叫做分散系。凡是一种物质(或几种物质)的微粒分布于另一种物质里形成的混合物都叫做分散系。其中分散成微粒的物质叫做分散质,微粒分布在其中的物质叫做分散剂。对于食盐水来说,食盐是分散质,水是分散剂。由于食盐水中分散质微粒的直径小于10-9米,所以食盐水不是胶体。只有分散质微粒的直径在10-9~10-7米之间的分散系,才叫做胶体。
明白了什么是胶休,我们再分析明矾净水的道理。因为胶体微粒具有较大的表面积,能够吸附阳离子或阴离子,所以带有正电荷或负电荷,铝离子水解生成的氢氧化铝在水中以无数个胶体微粒出现,它的表面积大大增加,这个增加量是令人惊奇的。举一个例子来说,边长1厘米的立方体,它的表面积是6平方厘米,当把它分散成10-8米的胶体微粒时,它的表面积即成为600平方米,比原来增加了100万倍。由于氢氧化铝有很大的表面积,所以具有较强的吸附能力。不同的胶体微粒吸附带不同电荷的离子,带正电荷的胶体吸附带负电荷的离子,带负电荷的胶体吸附带正电荷的离子。氢氧化铝胶粒通常带正电荷,泥沙等杂质的颗粒一般都带负电荷,所以,它们就互相吸引抱成絮团,一同沉入水底,人们就可以得到比较清洁的用水了。
用明矾净水,方法必须得当,一般有效药剂用量为20~100毫克/升。为使沉淀速度加快,水温一般取25℃~40℃。因为温度较低时,水解速度缓慢,产生的絮团含水量大,沉淀速度就慢。在水中刚加入明矾时,需要加速搅拌,这可迅速生成大量小粒的氢氧化物胶体,并扩散至水的各个部分,以便及时和水中杂质作用。当凝絮形成和长大时,搅拌的速度就不宜快,以免凝絮碎裂。
有时水很浑浊,加入明矾却得不到沉淀,这是水的酸碱度不适。由于铝离子水解呈酸性,而水解产物氢氧化铝是两性的,所以加入明矾后水的酸碱性对能否生成沉淀影响很大。水的酸性过强或过弱,氢氧化铝都溶解,这样就达不到净水的目的。如果酸性强,可适当加点碱面(碳酸钠)或熟石灰;如果酸性弱,适当加点食醋或稀盐酸即可。
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明矾作为药物
明矾性寒味酸涩,具有较强的收敛作用。中医认为,明矾具有解毒杀虫、爆湿止痒、止血止泻、清热消痰的功效。近年来的研究证实,明矾还具有抗菌、抗阴道滴虫等作用。一些中医用明矾来治疗高脂血症、十二指肠溃疡、肺结核咯血等疾病。
无形杀手的医疗效用
在碳的氧化物中,有一种无色、无臭、比空气轻的气体,它往往会使人不知不觉地中毒,就像一个可怕的无形杀手。这种气体就是一氧化碳。通常人们所说的“煤气中毒”,也就是一氧化碳中毒。
一氧化碳为什么会使人中毒呢?这要从人的呼吸作用谈起。人的生命活动是离不开氧气的,而呼吸作用的主要器官是肺。人的肺脏里约有七亿五千万个肺泡,如果把这些肺泡的表面积全部展开来,大约有130平方米。在这样广阔的面积上,紧密交织着无数毛细血管。人吸气的时候,肺随着扩张,外界空气就经过呼吸道进入肺里,通过肺泡交给血液,跟血液中的血红蛋白结合成氧合血红蛋白。当血液流经机体组织时,一部分氧合血红蛋白解离成血红蛋白和氧气。离解出来的氧气从血液弥散进入组织细胞,血红蛋白则和从全身各个细胞带来的二氧化碳结合成氨基甲酸血红蛋白,随血液再流回肺部。随着肺的回缩,二氧化碳经呼吸道呼出体外。
空气里含少量的一氧化碳,含一氧化碳在50ppm(即1000000体积空气中有50体积一氧化碳)以下的空气,被认为是安全的。人在一氧化碳含量达1000ppm的空气中,就会感到头痛恶心;而当空气中一氧化碳含量达10000ppm时,即使呆10分钟也会中毒死亡。因为一氧化碳跟血红蛋白的结合力,要比氧强270倍,它可以把氧气从氧合血红蛋白中赶出来,它自己和血红蛋白结合成羰基血红蛋白。这样,血红蛋白就失去结合氧气及输送氧气的能力,人怎能不中毒呢?
冬季,天气寒冷,人们常常在屋里生火取暖。炉火烧得不旺时,容易产生一氧化碳,因此,要特别注意预防一氧化碳中毒。屋子里不要放没有烟筒的炉子,窗户不要关得太严。如果有人不慎一氧化碳中毒,应该把患者抬到空气新鲜、暖和的屋里,松开衣服。如果病人还清醒,给他喝点热茶;如果病人呼吸困难,或者已昏迷不醒,要一面进行人工呼吸,一面请医生前来抢救。
事物总是有两面性的。一氧化碳对人固然有很多危害,但是也有对人体健康有益的一面。研究结果显示,少量的一氧化碳具有消炎、扩充血管、改善器官供血机能、阻止血栓形成等作用。此外,一氧化碳中所含的有益物质还用来辅助治疗血压高患者、心脏手术或器官移植手术后的患者。基于这一原理,科学家研制了一种安全利用一氧化碳的巧妙方法。他们将一氧化碳制成片剂或注射液,这种制成品进入人体后会释放出少量一氧化碳,并很快溶入到血液中,使用起来既方便又安全。
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水壶不要紧贴煤炉口
煤炉的构造是科学的。从上面添煤,下面通风,是为了使煤在炉中与空气充分接触。煤的主要成分是碳,它在炉底与空气中氧气化合(即燃烧)生成二氧化碳。二氧化碳上升时与炉膛中部灼热的煤作用,生成一氧化碳。一氧化碳继续上升,遇到从炉口进入的空气(即二次空气),就立即燃烧又生成二氧化碳,并发出浅蓝色的火焰。要是水壶紧贴炉口,妨碍二次空气进入,那么炉膛里产生的一氧化碳在炉口就不能充分燃烧。这不仅浪费燃料,面且还会污染空气,严重时甚至引起“煤气中毒”。因此,在火炉上浇水或做饭时,水壶、锅子不要紧贴炉口。
全球环境污染大患
经过近3年谈判,2001年5月22日,世界上127个国家环境部长或高级官员聚会瑞典斯德哥尔摩。在这里举行的联合国环境会议通过了《关于持久性有机污染物的斯德哥尔摩公约》,从而正式启动了人类向全球环境污染大患——有机污染物宣战的进程。
有机污染物,这个相对陌生的词汇到底意味着什么?与我们有什么关系?
有机污染物是指以碳水化合物、蛋白质、氨基酸以及脂肪等形式存在的天然有机物质及某些其他可生物降解的人工合成有机物质为组成的污染物。这类物质一般具有阈值,即在一定浓度限度以上均具有毒性,因为它含有一些具有危害性的功能基团,会抑制或破坏生命组织的功能。此外,还有一些有毒有机物在低浓度范围内也会对人体和生物产生严重影响。
有机污染主要来自于工业污染、农业污染和生活污染等几个方面。
随着我国工业的蓬勃发展,各种规模、各种技术水平的工业企业遍布城乡,随之而来的是产生废水、废气、废渣等污染物。同时,企业生产过程中的跑、冒、滴、漏也将生产中的有毒有害物质直接释放到环境中,特别是一些小化工,其生产过程和产物都会对环境产生毒害作用影响,也成为最大的工业有机污染源。交通运输污染源已成为工业污染相关的重要内容。汽车、飞机、船舶等造成的污染在许多地区已成为有机物污染的重要方面。一是汽油、柴油燃烧不完全所引起的有机污染(特别是尾气);二是运送有毒有害物质的泄漏和清洗船体及污水所引起的有机污染。汽车尾气成分包括一氧化碳、氮氧化物、烟气和碳氢化合物,此外还有少许二氧化硫、醛类、苯并芘等有害气体。
农业生产中,同样存在着多种形式的有毒化学物质污染。现阶段农业污染主要包括种植污染(如农药化肥)、养殖污染(如牲畜粪便)和有机废物污染(如农作物秸秆)。农产品中有毒化学物质的污染也越来越引起人们的高度重视。蔬菜、水果、茶叶等农产品农药残留严重超标,严重影响了我国的食品安全和农产品出口。广东省调查研究发现,近几年来白血病患者增加,特别是儿童发病率急剧上升,其重要原因之一就是与食用有化学农药等有毒化学物质污染的蔬菜等食品有关。蔬菜、果品等食品上有毒化学物质残留对人体健康已构成了巨大的潜在威胁。
生活污染源包括燃煤废气污染、废水和生活垃圾所造成的污染,不仅是城市居民,广大农村居民区也会造成污染。
可见,有毒化学物质正在污染着我们的环境、威胁着我们的生活,这些化合物进入土壤、水环境、积累在动植物组织内,改变、破坏、影响着人类生活,甚至影响着生物遗传物质。因此,许多国家已把有毒化学物质污染列为环境污染的重要方面。
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12种有机污染物
《斯德哥尔摩公约》决定在全世界范围内禁用或严格限用12种有机污染物是:艾氏剂、氯丹、狄氏剂、异狄氏剂、七氯、灭蚁灵、毒杀芬、滴滴涕、六氯代苯、多氯联苯、多氯二苯并二恶英和多氯二苯并呋喃。其中,艾氏剂、氯丹、狄氏剂、异狄氏剂、七氯、灭蚁灵和毒杀芬等7种杀虫剂将被禁止生产和使用;滴滴涕由于仍是一些国家目前所使用的惟一有效杀虫剂,将被严格限制使用并将尽快被其他杀虫剂所取代;多氯联苯因目前仍需要用于变压器、电容器等工业设备上,将在2025年之前被禁用;六氯代苯、多氯二苯并二恶英和多氯二苯并呋喃等3种工业有机污染物是在燃烧和工业生产过程中产生的副产品,各国需要采取措施将其数量尽可能限制在最低范围之内。