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地质趣谈之危险的矿物

发布者: admin | 发布时间: 2016-6-18 12:39| 查看数: 1053| 评论数: 1|帖子模式

        自然界中的各种矿物提供了我们生存所需的种种资源,在这些矿物中有一部分对我们来说是既是资源也是有毒有害的物质,如果使用不当会造成对我们的伤害,因此对一些常见的有毒有害矿物做个简介也是件有意思的事。
        本人将常见有毒有害矿物分为四类,
        1、矿物本身无毒甚至是必须元素,但是在一些特殊条件下能够给人带来致命伤害,包括:钾石盐、金刚石、 石棉、石英;
        2、矿物本身具有强烈毒性,包括:红铊矿、毒重石、胆矾、毒砂、雌黄、雄黄、砷华、砷化氢、辰砂、方铅矿、光卤石等;
        3、含有有毒元素但本身一般无毒,主要是在冶炼和使用中可能会造成伤害,包括闪锌矿、绿柱石、铬铁矿、重晶石、萤石、自然金;
        4、放射性矿物。
        本文介绍的矿物除了红铊矿和一些放射性矿物都是一些常见矿物,并且危害性较大,稀有矿物和一些生理毒性不大的矿物就不作介绍了。
       第一类矿物   钾石盐、金刚石、 石棉、石英
钾石盐
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        化学成分为KCl,晶体属等轴晶系的卤化物。单晶体呈六面体,集合体常呈粒状或块状。纯净的钾石盐无色透明,含杂质时呈浅灰、浅蓝、红色等,玻璃光泽。三组立方体解理完全。摩氏硬度2,比重1.99。易溶于水。
        鉴定特征:钾石盐和石盐性质极相似,但钾盐味苦咸且涩,火焰为紫色,而石盐味咸,火焰为黄色。   
        在生理学上,当血钾高于5.5毫摩尔每升时,患者出现皮肤苍白,四肢乏力,手足运动、感觉异常。当血钾高于7毫摩尔每升时,患者四肢躯干出现麻木,甚至软瘫(先躯干后四肢),可引起呼吸困难或者窒息。高血钾可致血管收缩,产生肌肉酸痛,皮肤苍白等,但高血钾的更大危害却在于心血管的病变。血钾异常时先出现心电图变化(T波高而尖,Q-T时限缩短,QRS增宽,PR间期延长),血钾升到,7-8 毫摩尔每升时,由于心肌应激性下降,心率减慢,患者出现心律失常,如房室传导阻滞,室性早搏,甚至心室颤动,舒张期心脏停搏。不过,高钾血症患者也可以无或很少症状而突发心脏骤停而死,在临床实践上,高血钾是一个很危险的征象,容易导致心脏骤停。
        钾石盐常与石膏等一起产于含盐的沉积岩层和现代沉积盆地中。世界著名产地有俄罗斯的乌拉尔、白俄罗斯、加拿大的萨斯喀彻温省、德国的马格德堡和汉诺威、美国新墨西哥州的特拉华盆地等。中国青海省察尔汗盐湖是中国储量最大的钾石盐产地。
        钾石盐绝大部分用于制造钾肥,部分用于提取钾和制造钾的化合物。中国土壤普遍缺钾,但又缺乏钾矿,每年必须大量进口钾肥,是中国急缺矿产的前几位。2002年中国进口665万吨氯化钾(2001年为517万吨)和30万吨硫酸钾(2001年为26万吨),总计8.2亿美元(2001年为6.5亿美元)。

金刚石
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        金刚石的化学成分是纯碳,但总是程度不同的含有各种杂质和包裹体,N是金刚石中的一种重要杂质。对物理化学性质影响很大,是金刚石分类的基本依据。等轴晶系, 六八面体晶类,晶体形态多呈八面体、菱形十二面体、四面体及它们的聚形。摩氏硬度为10,是自然界中最坚硬的物质,强金刚光泽.比重3.47至3.55,折光率2.42。纯净者无色透明,由于微量元素的混入而呈现不同颜色.性脆、透明,不怕强酸强碱的侵蚀。日光照射后 ,夜晚能发出淡青色磷光。X射线照射,发出天蓝色荧光。具有疏水亲油的特性。
        金刚石具有疏水亲油的特性,当人服食下金刚石粉末后,金刚石粉末会粘在胃壁上,在长期的摩擦中,会让人得胃溃疡,不及时治疗会死于胃出血。
石棉
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        可剥分为柔韧的细长纤维的硅酸盐矿物的总称,也是天然纤维状矿物的集合体。按其成分和内部结构,通常分为蛇纹石石棉和角闪石石棉两大类。蛇纹石石棉也称温石棉,是纤维蛇纹石的一个亚种;角闪石石棉包括直闪石石棉、蓝石棉(又称青石棉)、铁石棉、透闪石石棉。此外,常将纤维状水镁石称为水镁石石棉,理论化学成分为Mg(OH)2,水镁石不属于硅酸盐矿物,但常与蛇纹石石棉共生。
        石棉本身并无毒害,在工业、建筑中具有广泛的用途,但是上世纪六十年代确认细小的石棉纤维被吸入人体内,附着并沉积在肺部,可导致下列疾病: 肺癌 、间皮癌-胸膜或腹膜癌 、石棉沉着病-因肺内组织纤维化而令肺部结疤(石棉肺),是强烈的致癌物。
       与石棉有关的疾病症状,往往会有很长的潜伏期,可能在暴露于石棉大约10至40年才出现(肺癌一般15—20年、间皮瘤20—40年)。
       一些旧住宅内的天花板,管路的绝热、隔音材料大多是石棉制品,当这些石棉材料被拆修、切割、重塑时,会有大量的细小的石棉纤维飘散在空气中。一些建材、家装材料如石棉水泥、乙烯基塑胶地板都能散发细小石棉纤维。
         一般来讲角闪石石棉的致癌性更为强烈。
        我国四川西部的石棉县以产石棉出名。
石英
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        石英成分为SiO2的一系列矿物,常见者为三方晶系。呈带尖顶的六方柱状晶体产出,柱面有横纹。石英集合体通常呈粒状、块状或晶簇、晶腺等。纯净的石英无色透明,玻璃光泽,贝壳状断口上具油脂光泽,无解理,摩氏硬度7,比重2.65。受压或受热能产生电效应。石英大约占地壳质量的12.6%,是一种极常见的矿物。
        石英本身无毒,但是吸入肺中会导致硅肺(silicosis),旧称矽肺。是长期吸入大量含游离二氧化硅( SiO 2 )粉尘微粒所引起的以肺纤维化为主要病变的全身性疾病。
        直径大于5μm的硅尘难以进入肺泡,往往被阻滞于上呼吸道,即使进入气管及支气管也能通过纤毛粘液防御系统排出体外,而不致病。小于5μm,特别是1—2μm大小的硅粉尘微粒容易吸人肺泡,并进人肺泡间隔而致病。
       机理:二氧化硅物理性能是非常稳定的。吸人肺泡的粉尘被肺泡  巨噬细胞吞噬,这些粉尘对巨噬细胞有毒性作用,吞噬硅尘的巨噬细胞变性坏死,这些破坏 的巨噬细胞碎片及粉尘又被新的巨噬细胞吞噬。在这个吞噬——溶解破坏——又被吞噬过程  中,部分或大部分粉尘可进入肺间质淋巴道吸收,进入肺门及后续淋巴结。还可以继续引起巨噬细胞反应。硅肺病因明确,但发病机制尚不完全清楚,这是一个较为复杂的过程。
       硅肺发病较多的工种在矿山为凿岩风钻工、爆破工、运输工、支柱工,在工厂为粉碎工、筛粉工、包装工、拌料工、喷砂工等。硅肺早期无任何症状和异常体征,往往是在作硅肺X射线照片检查时发现,病变到了Ⅱ、Ⅲ期一般都有一些自觉症状;最常见的是气短、胸闷、胸痛,咳嗽、咯痰随感染加重而增加。较晚可出现肺气肿体征。合并心力衰竭时,可见到一系列右心衰竭征象。
       建国后,由于工作条件的改善,硅肺发病率大为降低。但80年代,随着利润最大化的追求、私人小矿山的开发,发病率呈急剧上升趋势。
       较常接触硅尘患者,离开有硅尘的环境后,硅肺病变还可以持续较长时间的进展,药物治疗也不甚满意。较轻硅肺可维持正常劳动及生活。较严重硅肺最终可因肺功能不全和其他合并症致死。

       第二类矿物 红铊矿、毒重石、胆矾、毒砂、雌黄、雄黄、砷华、砷化氢、辰砂、方铅矿、光卤石
红铊矿
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        红铊矿成分TlAsS2 ,单斜晶系,斜方柱晶类,颜色洋红色,条痕暗桃红色,半金属光泽、金刚光泽,透明、半透明,三组解理,极完全至中等,具挠性,硬度2-2.5。比重5.53。
       红铊矿是一种稀少罕见矿物,但是在我国贵州滥木厂富集成矿,构成世界独一无二的铊独立矿床,除此之外,我国还发现有多处铊矿床。
       红铊矿与辰砂很相似,贵州滥木厂的红铊矿曾经长期被当作是辰砂,后来中科院地化所才鉴定出这是红铊矿。
      11年前,清华大学化学系1992级女生朱令因离奇的“中毒”事件导致全身瘫痪、大脑迟钝。当时她的中学同学贝志诚通过在中国尚处于试验阶段的互联网向全世界发出了求救信,并最终解开了朱令“怪病”之谜,朱令也因此成为了中国首位利用“互联网”寻求拯救的病人。这件事令铊在全国名噪一时。
       当初到底是不是有人“蓄意投毒”,警方至今都没有明确的说法。但外界对此的争论却从未停止,至今发展到网络热议,这其中,朱令同宿舍的一个女生一直被朱令父母认为是“最大嫌疑人”。最重要的理由就是认为她是惟一能接触到铊的学生,而且实验室的‘管理非常严格’。
      网上文章中有这么一段文章“北京复兴医院全科医学科医生胡海鹰用“比砒霜厉害几百倍”向记者形容铊盐的危害:“铊盐是一种剧毒性化学物质,无色无味,在食品、饮料里加一点点就能置人死地,不通过专业仪器检测很难发现铊盐中毒。铊盐需要高度保管,不是普通人能从市场上买到或从实验室能得到的。”在胡海鹰看来,整个北京市能接触铊盐的差不多仅200个人左右,用铊盐的都是科研单位做化学试验或一些化工类项目研究,还有包括清华、北大等一些大型院校一些特殊的实验室。”
      其实铊这种我们不熟悉的元素也并不是很难接触的东西,我国有世界独一无二的独立铊矿床和多处产铊矿床,铊矿物在地表很容易就可以找到。据我所知,由于中科院地球化学研究所有这方面的课题,在研究生和研究人员手中拥有一定量的红铊矿以及其它铊矿物(可能有几千克)以供研究或者稀有矿物收藏,毒死上千人可能没问题,对这些矿物几乎没有任何管理,在生活当中,铊制品也有使用之处。
      至于中国。铊用于光电池、灯泡、电子、半导体、闪烁计算器生产;尚可用作碳氢化合物和烯族烃聚合和环氧化作用的有机触酶。铊化合物则用作生产红外线光谱计、有色玻璃等工业。硫酸铊用作杀鼠剂和杀虫剂;醋酸铊可治疗头癣或用作脱毛剂(慢性铊中毒的症状就是“鬼剃头”)。
      滥木厂的铊矿长期以来作为曾作为当地一家农药厂的原料开采,不过近年来好像是由于效益不好这家农药厂被关闭。硫酸铊是一种毒性极强的烈性老鼠药,相信在农村中应该还有使用者。
毒重石
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        又是一种老鼠药,成份碳酸钡。斜方晶系,斜方双锥晶类 , 常形成假六方双锥状三连晶。致密块状、柱状、纤维状、葡萄状集合体。白色或灰色、浅黄褐色,玻璃光泽,端口油脂光泽,解理三组,中等-不无安全,硬度3-3.5 ,脆,比重4.2-4.3。
       除重晶石外分布最广泛的含钡矿物,可构成工业矿床,常与重晶石方解石等共生于低温热液脉中。用于玻璃、制革、颜料、陶瓷工业。
       不溶于水,但溶于酸中,易被消化道吸收,致死剂量0.8g。
胆矾
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        化学分子式:Cu[SO4].5H2O。通常呈致密块状、粒状、纤维状、钟乳状及皮壳状等,板状、短柱状晶体不常见,三斜晶系,平行双面晶类。蓝色或淡蓝色,微带浅绿。晶体具玻璃样光泽、半透明或透明,在空气中易失去部分结晶水,形成浅绿色粉末。质脆、易碎、碎块呈棱柱状。硬度2.5,比重2.1~2.3,条痕无色或带浅蓝色,断口贝壳状。无臭,味甜涩。是含铜硫化物在氧化带经氧化分解的次生矿物。
       可能是孔雀胆的原型
       致死剂量约10g。口服0.65-0.97克可产生严重中毒。表现为齿、齿龌、舌苔发兰,口中有金属味,流涎、恶心、呕吐、腹痛、腹泻等。有些病人2-3天内,出现黄疸、蛋白尿,引起肝、肾损害。硫酸铜极易溶于水,如果饮用水中铜含量过高,超过1.0毫克/升就会引起中毒。我国云南以及江西都有富硫酸铜泉水的出露。江西德兴的富硫酸铜泉水曾经大规模用于炼铜。
胆矾可以入药,功效催吐收敛,蚀疮祛腐。
       慢性中毒者,毛发可呈绿色,牙龈有绿色铜线,肺部具绿色铜斑。

毒砂
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        毒砂的化学成分为FeAsS,晶体属单斜晶系斜方柱晶类的硫化物矿物。单晶体常呈柱状,集合体往往为粒状或致密块状。其主要物理性质是:锡白色至钢灰色,条痕灰黑色,金属光泽,不透明,解理中等至不完全,摩氏硬度5.5-6.0,比重6.2。锤击它,发出蒜臭味。灼烧后具磁性。中国古代称为白砒石、礜石。出产地区很多,我国南岭地区铅锌矿多有毒砂伴生。

最新评论

admin 发表于 2016-6-20 10:04:33
雌黄、雄黄
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浅黄者雌黄
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深黄者雄黄

        雌黄的化学成分是As2S3,可混有少量锑、硒、汞、钒、锗等。晶体属单斜晶系斜方柱晶类。单晶体呈板状或短柱状,集合体呈片状、肾状、土状等。板状解理极完全,薄片具挠性。摩氏硬度低,为1-2,比重3.49。柠檬黄色,条痕鲜黄色,油脂光泽至金刚光泽。逆磁性。木炭上烧之易熔,火焰蓝色,发白烟且有蒜臭味。易熔于氢氧化钾。雄黄的化学成分是As4S4(AsS),晶体属单斜晶系斜方柱晶类的硫化物矿物,又名鸡冠石。单晶体通常细小,呈短柱状,少见,一般以粒状或块状集合体产出。长期暴露于日光下会变为红黄色粉末状。板状解理良好。雄黄常呈桔红色,条痕呈淡桔红色,金刚光泽,断口为树脂光泽,透明-半透明。摩氏硬度低,为1.5-2,比重3.48。条痕加KOH可分解出黑色褐黑色的砷。雄黄、雌黄紧密共生于低温热液矿床中,二者成分类似,颜色深浅不同,故古人以雌雄视之。雄黄长期暴露于日光、空气之下会转换为雌黄同时产生三氧化二砷(即砒霜)。长期接触雌雄黄会导致慢性砷中毒,主要为胸背手足皮肤颜色变暗、手足掌长厚茧或长疔(砷疔)、皮肤搔痒、四肢麻木、四肢酸痛、经常失眠、记忆力减退等症状。湖南石门雄黄矿附近某村的慢性砷中毒比例高达36%。雄黄常作为中药使用,例如牛黄宁宫片的组成就有雄黄,具有清热解毒、镇静安神、息风止痛之功能,对精神分裂症有一定的抗复发作用。而由于长期服用牛黄宁宫片造成的慢性砷中毒近年来屡有报道。选取纯净的雄黄,砸成10厘米上下的块,点燃之,使雄黄燃烧,生成气态的三氧化二砷及二氧化硫,然后通过冷凝管道,使三氧化二砷得到充分冷凝,即为砒霜。
砷华
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化学成分As2 O3,等轴晶系六八面体晶类。
单晶晶形为八面体,
也有菱形十二面体。集合体星状、皮壳状、毛发状、土状、钟乳状。
白色有时带天蓝、黄、红色调,也有无色,
条痕白色或淡黄。玻璃至金刚光泽,
亦有油脂、丝绢光泽。摩氏硬度1.5,比重3.73-3.90,解理完全,断口贝壳状,性脆,溶于水,有剧毒。产出于含砷矿物的氧化带
别名砒霜; 白砒; 砒石; 信石;不纯的砒霜颜色为红色,称为红信石,是鹤顶红的原型。今人一般认为成人的中毒量为0.01克,致死量为0.1-0.2克。另外,在世界卫生组织确证的19种致癌物质中,砷居首位。
砷化合物包括三价、五价砷,一般情况下,五价砷对人体是没有害处的。在许多海味品中发现常称为“鱼砷”的海产品。虾、蟹等甲壳类海鲜品中含有高浓度的“五价砷”化合物(尤其是在受污染的情况下),其本身对人体无害,但若同时服用大量维生素C(强还原剂)时,“五价砷”会转化成“三价砷”,会导致急性砷中毒;严重者还会危及生命。
辰砂
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        化学成分是HgS。中国湖南辰州(今沅陵)盛产此矿物,故称辰砂,古时又称丹砂或朱砂。晶体属三方晶系三方偏方面晶类的硫化物矿物。辰砂晶体主要是菱面体和厚板形,少数为短柱形,贯穿双晶常见。常见的是粒状,块状以及被膜状集合体。三组完全解理。红色桔红色条痕,比重大,达8.0-8.2,摩氏硬度低,为2-2.5,性脆,金刚光泽,半透明。辰砂是典型的低温热液矿物。辰砂几乎是提炼汞的唯一矿物原料。可入药,有大毒。人体血液中汞的安全浓度为1微克/10毫升,当到达5-10微克/10毫升时,就会出现明显中毒症状。传统小说中常有在饮食中投入水银暗杀他人的描写,其实金属汞经口进入胃肠道后,可自粪便排出,一般无中毒危险。水银直接吸入肺内则可引起中毒。金属汞本身一般认为无毒性作用。通过不同途径进入机体后,在血浆内迅速弥散至红细胞内氧化为一价汞离子,进而氧化为二价汞离子再产生毒作用。吸入浓度为1—3mg/立方米的汞蒸气数小时可致急性中毒。一次吸入加热2.5g汞所产生的蒸气可以致死。
        1950年代日本九州水俣市及其附近地区,氮肥厂排出的含汞废水污染海水,汞受水底微生物作用而转化为甲基汞。水俣湾附近渔村陆续出现神经系统疾病患者,1956年报道的首批病人,主要症状为肢端麻木、感觉障碍、视野缩小。以后在患者中陆续发现上肢震颤、发音困难、视力和听力障碍、智力低下、精神失常等临床所见。经过调查证实该病是长期食用被甲基汞污染的鱼类和贝类所致的甲基汞中毒,并定名为水俣病。
方铅矿
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        分子式PbS,组成中常含有Ag、Bi、Sb、As、Cu、Zn、Se等元素。晶体外形常呈立方体,有时为立方体和八面体的聚形,晶体形态具有标型意义一般高温热液阶段发育立方体或立方体和八面体的聚形,低温热液阶段则以八面体为主。集合体常呈粒状和致密块状。常见硫化物  方铅矿颜色呈铅灰色,条痕呈灰黑色,金属光泽。摩氏硬度2-3,比重7.4-7.6,发育三组相互垂直的完全解理,故它很容易裂成立方体小块。方铅矿是自然界分布最广的含铅矿物,经常在中低温热液矿脉及接触交代矿床中产出,伴生矿物有闪锌矿、黄铜矿、黄铁矿、方解石、石英、重晶石、萤石等。它是炼铅的最重要的矿物原料,而含银的方铅矿又是炼银的重要原料。铅的毒性是大家众所周知的事情,进入呼吸道消化道都可以造成中毒。有种说法认为古罗马帝国是亡于铅中毒,铅易于铸造,曾在古罗马中大肆应用于他们生活中的各方面,自来水管、各种器皿,在发掘的罗马古墓中往往发现有慢性铅中毒的痕迹。微量元素分析测试数据表明,过量的铅尘和大量的铅化物的废尘对人体的健康有害。慢性铅中毒临床上有神经、消化、和造血等系统的综合症状。阵发性腹绞痛、牙龈缘黑色铅线(尤其是下颌)是铅中毒的指示性标志。小孩对铅的吸收率是成年人的五倍,因此小孩更易发生铅中毒。
光卤石
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        化学成分KCl· MgCl2·6H2O。斜方晶系斜方双锥晶类,假六方双锥状,通常呈粒状或致密块状。
        纯净者无色或白色,常因含细微氧化铁而呈红色,含氢氧化铁混入物而显黄褐色。新鲜断面呈玻璃光泽,在空气中很快变暗并呈油脂光泽。无解理。硬度2~3。性脆。相对密度1.60。具强潮解性。味辛、辣、苦、咸。发强荧光。易溶于水。是最富含Mg和K的盐湖中最晚形成的矿物之一,故常出现于沉积盐层之最上部,与钾石盐、石盐、杂卤石、泻利盐等伴生。
常与石盐和钾石盐共生,易于潮解,味苦、辣、咸,无解理,看过《白毛女》的都知道杨白劳是喝卤水死的,光卤石是卤水结晶产物,里面的氯化镁就是致人死地的物质。在土法烧炼脱水光卤石的过程中,会产生大量的二氧化硫、氯气等有害气体。
 
 
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