岡納·諾德伯格
發生和使用
銠是地殼中最稀有的元素之一(平均濃度為 0.001 ppm)。 它與天然鉑金和一些銅鎳礦石有少量關聯。 它出現在礦物 rhodite、sperrylite 和 iridosmine(或 osmiridium)中。
銠用於耐腐蝕電鍍以防止銀器失去光澤,並用於探照燈和投影儀的高反射鏡。 它還可用於電鍍光學儀器和用於爐子纏繞。 銠用作各種氫化和氧化反應的催化劑。 它被用於人造絲生產中的噴絲板,以及玻璃和瓷器上金色裝飾的成分。
銠與鉑和鈀形成合金,製成非常堅硬的合金,用於紡絲噴嘴。
危害性
沒有重要的實驗數據表明銠、它的合金或它的化合物對人體有健康問題。 儘管毒性尚未確定,但有必要小心處理這些金屬。 據報導,一名工人在準備用於鍍銠的金屬片時患上了接觸性皮炎。 作者認為,報告的少量銠致敏病例可能反映了使用的稀有性,而不是這種金屬的安全性。 美國政府工業衛生學家會議 (ACGIH) 基於與鉑的類比建議了銠及其可溶性鹽的低閾值限值。 銠的可溶性鹽在人體中引起過敏表現的能力尚未完全證實。
岡納·諾德伯格
發生和使用
釕存在於礦物 osmiridium 和月桂酸以及鉑礦石中。 它是一種稀有元素,約佔地殼的 0.001 ppm。
釕在珠寶中用作鉑金的替代品。 它被用作筆尖、電觸點繼電器和電燈絲的硬化劑。 釕還用於陶瓷顏料和電鍍。 它在長鏈碳氫化合物的合成中充當催化劑。 此外,釕最近已被用於治療眼部葡萄膜惡性黑色素瘤。
釕與鉑、鈀、鈷、鎳和鎢形成有用的合金,具有更好的耐磨性。 釕紅 (茹3Cl6H42N4O2)或 氨化氯氧化釕 用作果膠、樹膠、動物組織和細菌的顯微試劑。 釕紅是一種眼睛炎症劑。
危害性
四氧化釕易揮發,對呼吸道有刺激性。
一些釕電鍍絡合物可能會刺激皮膚和眼睛,但缺乏相關文件。 釕放射性同位素,主要 103汝和 106Ru,在核燃料循環中作為裂變產物出現。 由於釕可能會轉化為揮發性化合物(如上所述,它會形成大量的氮絡合物),因此人們一直擔心它在環境中的吸收。 放射性釕作為潛在輻射危害的重要性在很大程度上仍然未知。
岡納·諾德伯格
發生和使用
硒 (Se) 存在於世界各地的岩石和土壤中。 任何地方都沒有真正的硒礦床,並且無法經濟地直接回收。 地殼中硒的各種估計範圍為 0.03 至 0.8 ppm; 已知的最高濃度是來自火山的天然硫磺,其中含有高達 8,350 ppm。 然而,硒確實與碲一起出現在電解銅精煉留下的沉積物和污泥中。 世界上主要的供應來自加拿大、美國和津巴布韋的銅精煉工業,這些地方的礦泥含有高達 15% 的硒。
將交流電轉換為直流電的硒整流器的製造佔世界硒產量的一半以上。 硒還用於綠色玻璃的脫色和紅寶石玻璃的製造。 它是天然和合成橡膠工業的添加劑和殺蟲劑。 硒用於與不銹鋼和銅形成合金。
75Se 用於胰腺的放射性掃描,以及用於 photostat 和 x 射線靜電複印術。 氧化硒 or 二氧化硒 (二氧化硫2)由硒在氧氣中燃燒而得,是工業上應用最廣泛的硒化合物。 氧化硒用於製造其他硒化合物和作為生物鹼的試劑。
氯化硒 (硒2Cl2) 是一種深棕紅色的穩定液體,在潮濕空氣中水解生成硒、亞硒酸和鹽酸。 六氟化硒 (硒F6) 用作氣態電絕緣體。
危害性
硒的元素形式可能對人類完全無害。 然而,它的化合物是危險的,它們的作用類似於硫化合物。 硒化合物可能會通過肺部、腸道或受損的皮膚以有毒的量被吸收。 許多硒化合物會引起皮膚和粘膜的強烈灼傷,而皮膚長期暴露於某些化合物的光濃度粉塵可能會導致皮炎和甲溝炎。
突然吸入大量硒煙、氧化硒或硒化氫,對肺泡有局部刺激作用,可引起肺水腫; 這種水腫可能在暴露後 1 到 4 小時內不會出現。 暴露於大氣 硒化氫 濃度為 5 毫克/立方米3 是無法忍受的。 然而,這種物質在工業中僅少量存在(例如,由於硒污染手套的細菌污染),儘管有報導稱在實驗室事故後暴露於高濃度。
皮膚接觸氧化硒或 三氯氧化硒 可能會導致灼傷或對硒及其化合物(尤其是氧化硒)過敏。 氯氧化硒在接觸時很容易破壞皮膚,除非立即用水清除,否則會導致三度燒傷。 然而,氧化硒燒傷很少很嚴重,如果治療得當,可以痊癒而不會留下疤痕。
由於暴露於空氣中的氧化硒粉塵而引起的皮炎通常從粉塵與手腕或頸部的接觸點開始,並可能延伸到手臂、面部和軀幹上部的連續區域。 它通常由離散的、紅色的、發癢的丘疹組成,這些丘疹可能會在手腕上融合,二氧化硒很容易滲透到手套和工作服的袖子之間。 也可能產生疼痛性甲溝炎。 然而,在處理二氧化硒粉或廢紅硒粉的工人沒有戴不透水手套的情況下,由於二氧化硒滲透到指甲的自由邊緣下,更常見的是甲床劇烈疼痛的案例。
飛濺的 氧化硒 如果不立即治療,進入眼睛可能會導致結膜炎。 在含有二氧化硒粉塵的環境中工作的人可能會患上一種被工人稱為“玫瑰眼”的病症,這是一種眼瞼粉紅色過敏症,通常會變得浮腫。 通常還有眼瞼結膜的結膜炎,但很少有球結膜。
硒吸收的第一個也是最典型的跡像是呼吸中有大蒜味。 這種氣味可能是由二甲基硒引起的,幾乎可以肯定,硒通過甲基化解毒作用在肝臟中產生。 如果工人離開接觸點,這種氣味會很快消失,但目前尚無已知的治療方法。 比大蒜氣味更微妙和更早的跡像是口中的金屬味。 它不那麼引人注目,而且經常被工人忽視。 其他全身效應無法準確評估,也不是硒所特有的。 它們包括臉色蒼白、疲倦、易怒、模糊的胃腸道症狀和頭暈。
暴露於高濃度硒化合物的人可能出現肝脾損傷,值得進一步關注。 此外,還需要對工人進行更多研究,以檢驗硒對肺癌的可能保護作用。
安全衛生措施
氧化硒是工業中主要的硒問題,因為硒在空氣中沸騰時就會形成。 所有氧化硒或煙霧源都應配備排氣通風系統,風速至少為 30 m/min。 應為工人提供手部保護、工作服、眼睛和麵部保護以及口罩。 在無法進行良好抽氣的情況下,例如在清潔通風管道時,需要供氣式呼吸防護設備。 應禁止在工作場所吸煙、進食和飲水,並應在遠離暴露區域的地方提供餐飲和衛生設施,包括淋浴和更衣室。 在可能的情況下,操作應機械化、自動化或提供遠程控制。
岡納·諾德伯格
發生和使用
銀 (Ag) 遍布世界各地,但大部分產於墨西哥、美國西部、玻利維亞、秘魯、加拿大和澳大利亞。 其中大部分是含銀鉛、鋅和銅礦石的副產品,在其中以硫化銀、亞銀石(Ag2S). 它也在金礦石處理過程中回收,是碲化金、鈣鎂石 ((AuAg)Te2).
因為純銀對於硬幣、裝飾品、餐具、盤子和珠寶來說太軟,所以銀通過與銅合金化來硬化以用於所有這些應用。 銀對醋酸具有極強的抵抗力,因此,醋酸、醋、蘋果酒和釀造行業都使用銀製大桶。 銀還用於發電廠的母線和繞組、銀焊料、牙科汞合金、大容量電池、發動機軸承、純銀器皿和陶瓷塗料。 它用於釬焊合金和玻璃珠的鍍銀。
銀可用於通過相應伯醇的催化脫氫來製造甲醛、乙醛和高級醛。 在許多裝置中,催化劑由純度極高的結晶銀淺層組成。 白銀的一個重要用途是在攝影行業。 銀的滷化物在光照下會發生獨特的瞬時反應,這使得這種金屬幾乎成為膠片、印版和相紙不可或缺的材料。
硝酸銀 (銀硝酸銀3) 用於攝影、製造鏡子、鍍銀、染色、瓷器著色和蝕刻象牙。 是分析化學中的重要試劑和化學中間體。 硝酸銀存在於具有同情心和不可磨滅的墨水中。 它還可用作地毯和編織材料的靜電抑製劑以及水消毒劑。 出於醫療目的,硝酸銀已被用於預防 新生兒眼炎. 它已被用作防腐劑、收斂劑,並在獸醫中用於治療傷口和局部炎症。
硝酸銀是一種強氧化劑和火災隱患,此外還具有強腐蝕性、腐蝕性和有毒性。 粉塵或固體形式對眼睛有害,會導致結膜灼傷、銀中毒和失明。
氧化銀 (銀2O)用於飲用水的淨化,在玻璃工業中用於拋光和著色玻璃黃色,並用作催化劑。 在獸醫學中,它被用作一般殺菌和殺寄生蟲目的的軟膏或溶液。 氧化銀是一種強氧化性物質,具有火災隱患。
苦味酸銀 ((哦2N)3C6H2OAg·H2O) 用作陰道抗菌劑。 在獸醫學中,它用於治療牛的顆粒性陰道炎。 它具有極強的爆炸性和毒性。
危害性
接觸銀可能會導致稱為“銀中毒”的良性病症。 如果金屬或其鹽類的粉塵被吸收,銀會以金屬狀態沉澱在組織中,並且不能以這種狀態從體內清除。 還原為金屬狀態是通過光對皮膚和可見粘膜的暴露部分的作用,或通過其他組織中的硫化氫發生的。 銀粉具有刺激性,可導致皮膚和鼻中隔潰瘍。
涉及銀中毒風險的職業可分為兩組:
在空氣中可吸入的銀濃度為 0.01 mg/m 時,不太可能發生全身性銀中毒3 或口服累積劑量低於 3.8 g。 受全身銀中毒影響的人通常被同事稱為“藍人”。 面部、前額、頸部、手和前臂呈深石板灰色,分佈均勻,深度因暴露程度而異。 由於硝酸銀的腐蝕性作用,面部、手部和前臂上可能會出現最大約 6 毫米的淺色疤痕。 指甲呈深巧克力棕色。 頰粘膜呈深灰色或藍色。 在皮膚的覆蓋部分可以檢測到非常輕微的色素沉著。 腳趾甲可能會出現輕微的藍色變色。 在稱為結膜銀質病的病症中,結膜的顏色從淺灰色到深棕色不等,下眼瞼部分尤其受到影響。 下眼瞼的後緣、肉阜和半月皺襞色素很深,可能幾乎是黑色的。 通過裂隙燈檢查可以發現角膜後彈力層(後彈力層)有一個微妙的淡灰色色素沉著網絡,稱為角膜銀質沉著症。 在持續時間長的情況下,還發現了argyrolentis。
當人們使用金屬銀時,小顆粒可能會意外穿透暴露的皮膚表面,從而通過相當於紋身的過程引起小的色素損傷。 這可能發生在涉及銼削、鑽孔、錘擊、車削、雕刻、拋光、鍛造、焊接和熔煉銀的職業中。 銀匠的左手比右手受影響更大,色素沉著發生在儀器受傷的地方。 許多工具,如雕刻工具、銼刀、鑿子和鑽頭,都鋒利而尖銳,容易產生皮膚傷口。 穿孔鋸是一種類似於鋼絲鋸的工具,可能會折斷並落入工人的手中。 如果銼刀打滑,工人的手可能會在銀條上受傷; 叉子的尖頭尤其如此。 工人通過銀拉板上的孔拉出銀線可能會在他或她的手指上沾上銀屑。 色素點從微小斑點到直徑 2 毫米或更大的區域不等。 它們可能是線性的或圓形的,並呈不同深淺的灰色或藍色。 紋身痕跡終生存在,無法去除。 使用手套通常是不切實際的。
安全衛生措施
除了採取必要的工程措施以盡可能降低空氣中銀煙霧和灰塵的濃度,並在任何情況下都低於暴露限值,還建議採取醫療預防措施來預防銀中毒。 這些特別包括定期對眼睛進行體檢,因為後彈力層的變色是該疾病的早期徵兆。 通過銀的糞便排泄似乎可以進行生物監測。 銀中毒沒有公認的有效治療方法。 當停止接觸銀時,情況似乎會穩定下來。 通過使用螯合劑和皮內註射硫代硫酸鈉或亞鐵氰化鉀已取得一些臨床改善。 應避免日曬,以防止皮膚進一步變色。
應牢記銀與乙炔、氨、過氧化氫、乙烯亞胺和許多有機酸的主要不相容性,以防止火災和爆炸危險。
最不穩定的銀化合物,如乙炔銀、銀銨化合物、疊氮化銀、氯酸銀、雷酸銀和苦味酸銀,應保存在陰涼、通風良好的地方,防止衝擊、振動和有機物或其他容易污染的物質易氧化物質,避光。
操作硝酸銀時,個人防護應包括穿著防護服以避免皮膚接觸,以及在可能發生溢出的情況下保護眼睛的化學安全護目鏡。 在工程控制無法維持可接受環境的工作場所,應配備呼吸器。
岡納·諾德伯格
發生和使用
鉭 (Ta) 是從鉭鐵礦和鈮礦中獲得的,它們是鐵、錳、鈮和鉭的混合氧化物。 雖然它們被認為是稀有元素,但地殼中含有約 0.003% 的鈮和鉭,它們的化學性質相似且通常組合存在。
鉭的主要用途是生產電容器。 鉭粉被壓實、燒結並進行陽極氧化。 表面的氧化膜起到絕緣體的作用,通過引入電解液,得到高性能的電容器。 在結構上,鉭的高熔點、高密度和耐酸性優勢得到廣泛應用。 這種金屬廣泛用於化學工業。 鉭還用於鐵路信號整流器、縫合線手術和骨修復、真空管、熔爐、切割工具、假肢器具、纖維噴絲頭和實驗室器具。
碳化鉭 用作磨料。 氧化鉭 可用於製造相機鏡頭的高折射率特種玻璃。
危害性
金屬鉭粉存在著火和爆炸危險,但不如其他金屬(鋯、鈦等)嚴重。 鉭金屬的加工存在燒傷、電擊、眼睛和外傷的危險。 精煉過程涉及氟化氫、鈉和有機溶劑等有毒有害化學品。
毒性. 氧化鉭和金屬鉭的全身毒性都很低,這可能是由於其溶解性差。 然而,它確實會對皮膚、眼睛和呼吸系統造成危害。 在與鈷、鎢和鈮等其他金屬的合金中,鉭被認為是硬金屬塵肺病和硬金屬粉塵引起的皮膚病的病因。 發現氫氧化鉭對雞胚的毒性不高,而該氧化物通過腹膜內註射對大鼠無毒。 然而,氯化鉭具有 LD50 38 mg/kg(作為 Ta),而復鹽 K2氟化鈦7 大約是毒性的四分之一。
安全衛生措施
在大多數操作中,一般通風可以將鉭及其化合物的粉塵濃度保持在閾限值以下。 在處理鉭粉的區域應避免明火、電弧和火花。 如果工人經常接觸接近閾值水平的粉塵濃度,建議定期進行體檢,重點是肺功能。 對於涉及鉭氟化物以及氟化氫的操作,應遵守適用於這些化合物的預防措施。
溴化鉭 (溴化鉭5), 氯化鉭 (氯化鉭5) and 氟化鉭 (氟化鈦5) 應保存在帶有明確標籤的密封瓶中,並存放在陰涼、通風的地方,遠離受酸或酸霧影響的化合物。 應警告相關人員注意他們的危險。
岡納·諾德伯格
碲 (Te) 是一種重元素,具有金屬的物理性質和銀色光澤,但又具有硫或砷等非金屬的化學性質。 已知碲以兩種同素異形體形式存在——六方晶型(與灰色硒同晶)和無定形粉末。 在化學上,它類似於硒和硫。 它在空氣中略微失去光澤,但在熔融狀態下燃燒時會產生白煙 二氧化碲, 僅微溶於水。
發生和使用
對碲的地球化學知之甚少; 它可能比岩石圈中的硒稀有 50 到 80 倍。 它和硒一樣,是銅精煉工業的副產品。 陽極泥含有高達 4% 的碲。
碲用於提高“易切削”銅和某些鋼的可加工性。 該元素是鑄鐵中強大的碳化物穩定劑,用於增加鑄件的激冷深度。 添加碲可提高錫的蠕變強度。 然而,碲的主要用途是用於橡膠的硫化,因為它可以縮短硫化時間並賦予橡膠更高的耐熱性和耐磨性。 少量的碲用於陶器釉料和金屬整流器中硒的添加劑。 碲在某些化學過程中充當催化劑。 它存在於炸藥、抗氧化劑和紅外線透射玻璃中。 碲蒸氣用於“日光燈”,以及 碲-放射性碘化脂肪酸 (TPDA) 已用於心肌掃描。
危害性
由於金屬碲煙霧被吸入肺部,曾發生過急性工業中毒事件。
一項關於鑄造工人用手將碲顆粒扔進散發出濃濃白煙的鐵水的研究表明,暴露在 0.01 至 0.74 毫克/立方米的碲濃度下的人3 尿碲水平(0.01 至 0.06 毫克/升)高於接觸 0.00 至 0.05 毫克/立方米濃度(尿液濃度為 3 至 0.00 毫克/升)的工人。 最常見的暴露跡像是呼吸中有大蒜味(0.03% 的病例)和口中有金屬味(84% 的病例)。 工人主訴下午嗜睡、食慾不振,但未出現憋汗現象; 血液和中樞神經系統檢查結果正常。 一名工人在離開工作30天后仍然呼吸有大蒜味,尿中有碲。
暴露於熔化碲-銅(五十/五十)合金煙霧 10 分鐘的實驗室工作人員沒有立即出現症狀,但口臭的影響很明顯。 由於碲會形成一種不發生酸性反應的難溶氧化物,因此碲粉塵或煙霧不會對皮膚或肺部造成危險。 該元素通過胃腸道和肺部吸收,並通過呼吸、糞便和尿液排出體外。
二氧化碲 (二氧化碲2), 碲化氫 (H2特)和 亞碲酸鉀 (K2的TeO3) 具有工業健康意義。 由於碲在 450 ºC 以上形成氧化物,並且形成的二氧化物幾乎不溶於水和體液,因此碲的工業危害似乎低於硒。
碲化氫是一種緩慢分解成其元素的氣體。 它具有與硒化氫相似的氣味和毒性,比空氣重4.5倍。 有報導稱,碲化氫會刺激呼吸道。
一位化學家報告了一個獨特的案例,他在從事製造碲酯時意外吸入六氟化碲氣體後被送往醫院。 在他的指腹上可以看到皮膚表面下的藍黑色色素沉著條紋,在他的臉和脖子上也有較輕程度的條紋。 這些照片非常清楚地顯示了這種罕見的真實皮膚被碲酯吸收的例子,它在通過皮膚時被還原為黑色元素碲。
暴露於碲的動物會對中樞神經系統和紅細胞產生影響。
安全衛生措施
在將碲添加到鐵水、鉛水或銅水或在真空下蒸發到表面上的地方,應安裝排氣系統,最小風速為 30 m/min,以控制蒸汽排放。 出於合金化目的,碲最好以顆粒形式使用。 應進行常規大氣測定,以確保濃度保持在推薦水平以下。 未給出特定允許濃度的碲化氫; 但是,建議採用與硒化氫相同的水平。
在碲工藝中應注意衛生。 如果處理粉末,工人應穿白大衣、手部防護和簡單的紗布面罩呼吸防護。 必須提供足夠的衛生設施。 工藝不應要求手工打磨,應使用通風良好的機械打磨站。
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發生和使用
鉈 (Tl) 在地殼中的分佈相當廣泛,濃度非常低; 在黃鐵礦和混合物以及海底的錳結核中還發現它是其他重金屬的伴生物質。
鉈用於製造鉈鹽、汞合金、低熔點玻璃、光電電池、燈和電子產品。 在低量程玻璃溫度計和某些開關中,它與水銀形成合金。 它還被用於半導體研究和心肌成像。 鉈是有機合成中的催化劑。
鉈化合物用於紅外光譜儀、晶體和其他光學系統。 它們可用於給玻璃著色。 雖然已經製備了許多鉈鹽,但很少有具有商業意義的。
氫氧化鉈 (TlOH),或稱氫氧化亞亞鉈,是通過將氧化鉈溶解在水中,或通過用氫氧化鋇溶液處理硫酸鉈來生產的。 用於製備氧化鉈、硫酸鉈或碳酸鉈。
硫酸鉈 (Tl2SO4) 或亞亞硫酸鹽,是通過將鉈溶解在熱濃硫酸中或通過用稀硫酸中和氫氧化鉈,然後結晶來生產的。 由於其在殺滅害蟲,尤其是大鼠和小鼠方面的卓越功效,硫酸鉈是最重要的鉈鹽之一。 然而,一些西歐國家和美國已經禁止使用鉈,理由是這種有毒物質不可輕易獲得。 在其他國家,隨著大鼠對華法林產生耐藥性,硫酸鉈的使用有所增加。 硫酸鉈還用於半導體研究、光學系統和光電電池。
危害性
鉈是一種皮膚致敏劑和累積毒物,通過攝入、吸入或皮膚吸收會中毒。 在從含鉈礦石中提取金屬的過程中可能會發生職業接觸。 處理煙道粉塵和焙燒黃鐵礦產生的粉塵會導致吸入鉈。 在製造和使用鉈鹽滅蟲劑、製造含鉈鏡片和分離工業鑽石期間也可能發生接觸。 鉈及其鹽類的毒性作用在急性非職業性中毒(並非罕見致命)病例報告以及自殺和殺人使用案例中都有詳細記載。
職業性鉈中毒通常是適度、長期接觸的結果,其症狀通常遠不如急性意外、自殺或殺人中毒中觀察到的症狀明顯。 該病程通常不顯著,並以主觀症狀為特徵,例如乏力、易怒、腿部疼痛和一些神經系統疾病。 多發性神經炎的客觀症狀可能在相當長的一段時間內無法顯現。 早期的神經系統發現包括表面刺激的腱反射的變化以及瞳孔反射速度的明顯減弱和下降。
受害人的職業史通常會為鉈中毒的診斷提供第一條線索,因為在相當模糊的初始症狀被多發性神經炎和隨後的脫髮所取代之前可能會經過相當長的時間。 在發生大量脫髮的地方,很容易懷疑鉈中毒的可能性。 然而,在職業中毒中,接觸通常是中度但持續時間長,脫髮可能是晚期症狀,通常只有在多發性神經炎出現後才會引起注意; 輕微中毒的情況下,可能根本不會發生。
職業性鉈中毒的兩個主要診斷標準是:
尿液中 Tl 濃度超過 500 µg/l 與臨床中毒有關。 在 5 至 500 µg/l 的濃度下,風險的大小和對人類不利影響的嚴重程度尚不確定。
放射性鉈的長期實驗表明,尿液和糞便中有明顯的鉈排泄。 屍檢發現,腎臟中的鉈濃度最高,但肝臟、其他內臟、肌肉和骨骼中也可能存在中等濃度。 令人吃驚的是,雖然鉈中毒的主要體徵和症狀源自中樞神經系統,但只有非常低濃度的鉈保留在那裡。 這可能是由於對作用於酶、傳輸物質或直接作用於腦細胞的極少量鉈極為敏感。
安全衛生措施
應對與製造和使用這組劇毒物質相關的危險的最有效措施是使用危害較小的材料進行替代。 應盡可能採用這種措施。 當必須使用鉈或其化合物時,應採取最嚴格的安全預防措施,以確保工作場所空氣中的濃度保持在允許的限度以下,並防止皮膚接觸。 在 8 小時的正常工作日內連續吸入這種濃度的鉈可能會導致尿液濃度超過上述允許濃度。
從事鉈及其化合物相關工作的人員應佩戴個人防護裝備,呼吸防護裝備在可能吸入空氣中的粉塵造成危險的情況下必不可少。 一套完整的工作服必不可少; 這些衣服應定期清洗,並與存放普通衣服的房間分開存放。 應提供洗滌和淋浴設施,並鼓勵注意個人衛生。 工作場所必須保持嚴格清潔,禁止在工作場所飲食或吸煙。
岡納·諾德伯格
錫一直被使用到現代工業時代,因為它在常溫下柔韌且容易成型,並且很容易與其他金屬混合形成合金。 其突出特性之一是耐酸和耐大氣影響。
發生和使用
雖然錫礦廣泛分佈於世界各地,但直到 XNUMX 世紀,世界錫的供應主要來自英格蘭、薩克森和波希米亞。 今天,除了尼日利亞、中國、剛果和澳大利亞的一些礦床外,主要產地在東南亞和玻利維亞。
含錫礦物中,錫石(SnO2) 或錫石具有最大的商業重要性。 它存在於與花崗岩或酸性噴發岩緊密相連的礦脈中,但世界總產量的六分之五來自原生礦床崩解產生的次生沖積礦床。 在玻利維亞,硫化物礦石,如亞錫礦(Cu2硫化鐵2) 和綠茶石 (PbZnSnS2) 具有商業意義。
金屬錫用於製造巴氏合金以及製藥和化妝品行業的可收縮管。 由於其耐腐蝕性,錫被用作其他金屬的保護層。 馬口鐵 是通過浸入該金屬的熔浴中而鍍上厚厚一層錫的鐵片或鋼片。 主要用於製作生活用具和食品、飲料罐頭行業的器具。 它通常用於裝飾目的。 鐵板 是塗有含 85% 鉛和 15% 錫的鉛錫合金的鐵皮或鋼。 主要用於製作屋面瓦。 燧 是一種錫銅合金,含有 33% 到 50% 的錫,可以拋光到高度反射。 它被用作通過電解沉積施加的塗層,以賦予銀器和類似物品以亮度,並用於製造望遠鏡鏡。 熔融錫浴也用於窗玻璃的生產。
錫的一個重要特性是它能夠與其他金屬形成合金,並且在該領域有多種用途。 錫鉛合金被稱為 軟焊料 廣泛用於管道、汽車、電氣等行業的其他金屬和合金的連接,以及作為車身精加工的填料。 錫是大量有色合金的成分,包括磷青銅、輕黃銅、炮銅、高強度黃銅、錳青銅、壓鑄合金、軸承金屬、活字金屬和錫。 錫鈮合金具有超導性,可用於製造強力電磁鐵。
氯化錫 (氯化亞錫4),或稱氯化錫,是通過將錫粉與氯化汞一起加熱或將氯氣流過熔融錫製得的。 在有機合成中用作脫水劑,塑料的穩定劑,以及其他錫化合物的化學中間體。 氯化錫存在於肥皂行業的色素和香水中。 它還用於陶瓷生產耐磨或反光塗層。 它用於糖的漂白以及玻璃和其他非導電材料的表面處理。 該鹽的五水合物用作媒染劑。 它也用於處理絲綢以增加織物的重量。
氯化亞錫二水合物 (氯化亞錫2·2H2O) 或錫鹽是通過將金屬錫溶解在鹽酸中並蒸發直至開始結晶來生產的。 它在染料中用作媒染劑。 它還用作製造玻璃、陶瓷和油墨的還原劑。
使用 有機鹼 (烷基和芳基)化合物近年來大大增加。 雙取代化合物和較小程度的單取代化合物在塑料工業中用作穩定劑和催化劑。 三取代化合物用作殺生物劑,四取代化合物是生產其他衍生物的中間體。 三氯化丁基錫,或三氯丁基錫; 二丁基二氯化錫, 或二氯二丁基錫; 三甲基錫; 三乙基氯化錫; 三苯基氯化錫, 或 TPTC; 四異丁基錫, 或四異丁基錫烷是最重要的。
危害性
在沒有採取預防措施的情況下,疏浚和清洗作業中使用的重型、動力強勁的設備和機械可能會造成機械傷害。 當處理熔融金屬和熱爐渣時,在冶煉過程中存在嚴重的燒傷危險。
在錫石精礦提質的最後階段和硫化礦的焙燒過程中,會釋放出二氧化硫。 當粗熔錫在精煉過程中與其餘裝料分離時,二氧化硫和硫化亞錫構成危害。 這項工作是在非常炎熱的環境中進行的,可能會導致中暑。 挖泥船從挖泥鬥排放到初級清洗設備所產生的噪音可能會損害工人的聽力。
幾項研究報告了與暴露於錫礦中的氡、氡衰變產物和二氧化矽相關的危害。 雖然與錫礦石的提取和處理相關的大部分操作都是濕法工藝,但錫粉和氧化物煙霧可能會在精礦裝袋過程中、在礦石室和冶煉操作(混合廠和熔爐出鋼)期間以及在生產過程中逸出。袋式過濾器的定期清潔,用於在釋放到大氣中之前從冶煉爐煙氣中去除顆粒物質。 吸入不含二氧化矽的氧化錫粉塵會導致良性結節性塵肺,但不會導致肺功能障礙。 放射學圖片類似於重症中毒。 這種良性塵肺病被稱為 錫.
錫粉對眼睛和呼吸道有中等刺激性; 易燃,與氧化劑、強酸、硫磺粉和一些滅火劑如碳酸氫鹽粉末和二氧化碳劇烈反應。
攝入少量 (mg) 的錫是無毒的(因此,馬口鐵在食品罐頭行業得到廣泛使用)。 動物實驗結果表明,靜脈注射的致死劑量約為100mg/kg體重,攝入相當數量的錫粉可能會引起嘔吐,但不會造成永久性傷害。 看來人類可以耐受每天 800 至 1,000 毫克的攝入量而不會產生不良影響。 消化道對金屬錫或其無機鹽的吸收似乎很小。
許多錫合金對健康有害(尤其是在高溫下),因為可能與之形成合金的金屬(例如鉛、鋅、錳)具有有害特性。
一般而言,有機錫化合物是強烈的刺激物,並且已經觀察到由於眼睛飛濺導致的急性結膜炎,即使隨後立即進行灌洗也是如此; 角膜混濁也有報導。 皮膚長時間接觸被蒸汽弄濕的衣服,或直接濺到皮膚上,會導致急性局部燒傷、亞急性瀰漫性紅斑樣皮炎並伴有瘙癢,頭髮覆蓋的區域會出現一些膿皰。 氣道和肺組織的刺激可導致肺水腫; 胃腸道也可受累,已觀察到膽管炎症反應,主要與二烷基化合物有關。 有機錫化合物可傷肝、腎; 它們可以抑制免疫反應並具有溶血活性。 在實驗動物中,它們在某些情況下被認為是導致生育能力下降的原因。
三烷基和四烷基化合物,特別是 三乙基氯化錫, 引起腦病和腦水腫,具有抑鬱、抽搐、弛緩性麻痺和尿瀦留的臨床效果,如口服給藥後的治療用途所見。
安全衛生措施
只要有可能,應使用更安全的替代品代替烷基錫化合物。 當需要製造和使用時,應盡可能廣泛地使用封閉系統和排氣通風系統。 工程控制應確保不超過接觸限值。 應穿戴個人防護裝備,並在適當的情況下使用呼吸保護裝置。 應在工作場所安裝緊急淋浴器,以便工人在飛濺後立即清洗。
醫學監測應重點關注無機錫化合物暴露中的眼睛、皮膚和胸部 X 射線,以及有機錫化合物暴露中的眼睛、皮膚、中樞神經系統、肝腎功能和血液。 據報導,Mercaprol 可用於治療二烷基錫中毒。 已建議使用類固醇治療三乙基錫中毒; 然而,只有手術減壓似乎對三烷基錫化合物和四烷基錫化合物引起的腦病和腦水腫有價值。
考慮到大多數錫礦位於發展中國家這一事實,還應注意影響工人健康、福祉和生產能力的氣候和其他因素。 在地理位置偏僻的礦區,應為所有人員提供良好的住房。 應通過健康教育提高營養水平,並應為工人提供充足的食物供應和良好的醫療保健。
岡納·諾德伯格
發生和使用
鈦 (Ti) 包含在許多礦物中,但只有少數具有工業意義。 這些包括鈦鐵礦(FeTiO3), 含 52.65% Ti 和 47.4% FeO; 金紅石(二氧化鈦2),與氧化亞鐵的混合物; 鈣鈦礦(CaTiO3), 其中含 58.7% TiO2 41.3%的氧化鈣; 和榍石,或鈦礦,(CaOTiO2·二氧化矽2), 其中含 38.8% TiO2. 一些異質礦物,如洛帕石、燒綠石以及來自鋁土礦和銅礦石加工的尾礦也可能是鈦的來源。
鈦以純金屬、合金和各種化合物的形式使用。 鋼鐵工業、造船業、飛機和火箭製造以及化工廠的製造都需要大量的鈦。 鈦在紙漿和造紙工業中用作混合器的保護表面。 它也存在於外科器械中。 鈦已被用於製造電極、燈絲、油漆、染料和焊條。 鈦粉用於菸火和真空工程。 鈦還用於牙科和植入物或假體手術。
碳化鈦 氮化鈦 用於粉末冶金。 鈦酸鋇 用於製造重型電容器。 二氧化鈦 在油漆、地板覆蓋物、室內裝潢、電子產品、粘合劑、屋頂材料、塑料和化妝品中用作白色顏料。 它還可用作搪瓷和釉料的成分、玻璃纖維的收縮劑以及合成纖維的消光劑。 四氯化鈦 在鈦金屬和鈦顏料的生產中用作中間體,在化學工業中用作催化劑。
危害性
的形成 二氧化鈦 (二氧化鈦2)和精礦粉塵、大塊原料破碎、混合、裝料產生的瀝青煤粉塵,以及焦化爐的輻射熱是鈦生產中的危害。 可能有氯氣, 四氯化鈦 (氯化鈦4) 由於設備洩漏或腐蝕而產生的氯化和精餾廠空氣中的蒸氣及其熱解產物。 氧化鎂可能存在於還原區的空氣中。 當海綿鈦被敲出、壓碎、分離和裝袋時,鈦粉會在空氣中傳播。 電弧爐區域會暴露於熱和紅外輻射(高達 3 至 5 cal/cm2 每分鐘)。
氯化和精餾裝置的維護和修理,包括設備和管道的拆卸和清潔,造成特別不利的工作條件:高濃度的 TiCl4 蒸氣和水解產物(HCl、Ti(OH)4),具有劇毒和刺激性。 這些工廠的工人經常患有上呼吸道疾病和急性或慢性支氣管炎。 液體氯化鈦4 濺到皮膚上會引起刺激和灼傷。 即使結膜與 TiCl 的接觸非常短4 導致化膿性結膜炎和角膜炎,這可能導致角膜混濁。 動物實驗表明,金屬鈦、鈦精礦、二氧化鈦和碳化鈦的粉塵有輕微毒性。 雖然尚未發現二氧化鈦會導致動物纖維化,但當作為聯合暴露時,它似乎會增加石英的纖維化性。 長期接觸含鈦粉塵可能會導致輕度慢性肺病(纖維化)。 有放射性證據表明,處理過 TiOXNUMX 的工人2 長期發展肺部變化類似於在輕度矽肺病中觀察到的變化。 一名工作多年與二氧化鈦接觸並死於腦癌的工人的肺部顯示出二氧化鈦的積聚2 並發生類似於炭疽病的變化。 各國粉末冶金工人的體檢均披露了因包括碳化鈦在內的混合粉塵而患上慢性肺炎的病例。 這種疾病的程度根據工作條件、接觸粉塵的時間長短和個人因素而有所不同。
長期接觸鈦和二氧化鈦粉塵的工人患慢性支氣管炎(支氣管內炎和支氣管周圍炎)的機率很高。 疾病早期的特徵是肺呼吸和換氣能力受損,以及血液鹼度降低。 這些鈦合金工人的心電圖描記顯示肺部疾病的特徵性心臟變化伴右耳廓肥大。 其中相當一部分病例表現為不同程度的心肌缺氧、房室和室內傳導性抑制、心動過緩。
空氣中的金屬鈦粉塵具有爆炸性。
鈦生產中的其他危害是焦化爐和電弧爐中的一氧化碳暴露以及燒傷。
安全衛生措施
礦石破碎過程中的粉塵控制,通過潤濕待處理物料(含水量高達 6 至 8%),並採用連續工藝,使設備在可能形成粉塵的所有位置都裝有排氣裝置; 排出的含塵空氣應進行過濾,收集的粉塵應回收利用。 分選站必須設置除塵系統; 海綿鈦工廠中的破碎機、分離機和裝袋機。 應該用特殊的銑床或車床加工來代替用氣動鑿岩錘進行的敲除。
岡納·諾德伯格
發生和使用
鎢 (W) 在自然界中從不游離存在,僅存在於少數礦物質中,如鈣、鐵或錳的鎢酸鹽。 在已知的含鎢礦物中,白鎢礦 (CaWO4), 黑鎢礦 ((Fe,Mn)WO4)、鋅錳礦 (MnWO) 和鐵硼礦 (FeWO4) 在商業上很重要。 世界總儲量 三氧化鎢 (我3 ) 估計約為 175,000,000 噸。 這些鎢礦大多采自地下礦井,但也有採用露天作業和更原始的方法。 所開採礦石的鎢含量通常為0.5~2.0%。 較常見的雜質有石英、方解石等脈石礦物和銅、鉍、錫、鉬等金屬礦物。
鎢是硬金屬中的一種成分。 用於提高鋼的硬度、韌性、彈性和抗拉強度。 用於生產汽車用鎢鋼和高速切削工具。 鎢還用於電燈、真空管、電觸點、X 射線管和熒光燈管。 在紡織工業中用作阻燃劑。
碳化鎢 (WC) 由於其極高的硬度,已在大型拉伸模具和鑿岩機中取代了金剛石。 鎢化合物還用於激光、染料、油墨和陶瓷熔塊。 一些鎢合金在核工業和航天工業中用於火箭發動機的噴嘴和航天器的防護罩。
危害性
人們對鎢的毒性知之甚少。 LD50 of 鎢酸鈉 對於 66 天大的大鼠,其劑量在 223 至 255 mg/kg 之間,並顯示出顯著的餐後和年齡效應。 三種鎢化合物中,鎢酸鈉毒性最大, 氧化鎢 是中間的,並且 仲鎢酸銨 毒性最小。 在 2.5 天的時間裡,餵食 10% 和 70% 的鎢金屬對雄性大鼠的生長沒有顯著影響,根據體重增加來衡量,儘管它導致 15% 的體重減少與對照組相比,雌性大鼠的體重增加。
工業接觸主要與與鎢及其合金和化合物的生產和使用有關的物質有關,而不是與鎢本身有關。 在採礦和銑削過程中,主要的危害似乎是暴露於含石英粉塵、噪音、硫化氫、二氧化硫以及氰化鈉和氫氧化鈉等化學品。 暴露可能與礦石中的其他金屬有關,例如鎳。
硬質合金是碳化鎢和鈷的混合物,其中可以添加少量其他金屬。 在刀具切削行業,工人可能會接觸到碳化鎢粉塵、鈷煙和粉塵,以及鎳、鈦和鉭的碳化物。 職業性吸入碳化鎢粉塵後,曾有塵肺或肺纖維化病例的報導,但普遍認為這種“硬金屬病”更可能是由碳化鎢熔煉的鈷引起的。 在對碳化鎢工具進行機加工和研磨的地方,硬質合金工人可能面臨患間質性阻塞性肺病的風險,這是一種與空氣中鈷濃度升高相關的嚴重危害。 硬金屬對肺部的影響將在本文的其他地方討論 百科全書.
羰基鎢 暴露於火焰時具有中度火災危險。 受熱分解放出一氧化碳。 鎢礦山和工廠的事故和疾病發生率沒有很好的記錄。 然而,從現有的稀缺數據來看,可以說它比煤礦要少。
發生和使用
最重要的釩 (V) 礦石是在秘魯發現的 patronite(硫化釩)和在南非發現的 descloizite(釩酸鉛鋅)。 其他礦石,如釩鉛礦、菱錳礦和鉀釩釩,含有足夠量的釩以進行經濟開採。 原油可能含有少量釩,燃油爐產生的煙氣沉積物可能含有超過 50% 的五氧化二釩。 來自釩鐵的爐渣是金屬的另一個來源。 人類接觸釩的最重要來源之一是燃燒燃料油時釋放的氧化釩。
通常,少量釩存在於人體中,特別是在脂肪組織和血液中。
生產的大量釩用於 釩鐵,最重要的直接用途是高速鋼和工具鋼的製造。 添加 0.05 至 5% 的釩可去除鋼中夾帶的氧和氮,提高抗拉強度並改善最終合金的彈性模量和防銹性。 過去,釩化合物已被用作醫學中的治療劑。 釩鎵合金在產生高磁場方面表現出令人感興趣的特性。
某些釩化合物在工業上的用途有限。 硫酸釩 (VSO4·7H2O)和 四氯化釩 (氯乙烯4) 在染色工業中用作媒染劑。 矽酸釩 用作催化劑。 二氧化釩 (VO2) and 三氧化二釩 (V2O3) 用於冶金。 然而,就工業健康危害而言,最重要的化合物是 五氧化二釩 (V2O5) and 偏釩酸銨 (NH4VO3).
五氧化二釩是從氧化鋁中獲得的。 長期以來,它一直是一種重要的工業催化劑,用於許多氧化過程,例如涉及製造硫酸、鄰苯二甲酸、馬來酸等的那些過程。 在紡織工業中用作照相顯影劑和染色劑。 五氧化二釩還用於陶瓷著色材料。
偏釩酸銨以與五氧化二釩相同的方式用作催化劑。 在分析化學中是試劑,在照相工業中是顯影劑。 偏釩酸銨在紡織工業中還用於印染。
危害性
經驗表明,釩氧化物,特別是五氧化二釩及其衍生物偏釩酸銨會對人體造成有害影響。 在工業中的以下位置可能會接觸到五氧化二釩: 當五氧化二釩以顆粒形式用於生產金屬釩時; 在修理使用五氧化二釩作為催化劑的裝置時; 電站、船舶等燃油爐煙道的清理。 石油產品中釩化合物的存在具有特別重要的意義,並且由於燃油發電站環境中可能存在空氣污染,因此引起了公共衛生當局以及關注工業健康的人員的關注。
吸入釩化合物可能會產生嚴重的毒性作用。 影響的嚴重程度取決於釩化合物的大氣濃度和接觸時間。 即使是短暫接觸(例如 1 小時)後也可能會損害健康,最初的症狀是大量流淚、結膜燒灼感、漿液性或出血性鼻炎、喉嚨痛、咳嗽、支氣管炎、咳痰和胸痛。
嚴重接觸可能導致肺炎並導致致命後果; 然而,在一次性接觸後,通常會在 1 至 2 週內完全恢復; 長時間接觸可能會導致慢性支氣管炎伴或不伴肺氣腫。 舌頭可能呈現綠色變色,釩工人的煙頭也可能呈現綠色,這是由於化學相互作用造成的。
實驗動物的局部效應主要在呼吸道觀察到。 已在肝臟、腎臟、神經系統、心血管系統和造血器官中觀察到全身效應。 代謝作用包括干擾胱氨酸和膽固醇的生物合成、抑制和刺激磷脂合成。 較高濃度可抑制血清素氧化。 此外,釩酸鹽已被證明可以抑制多種酶系統。 在人類中,釩暴露的全身影響的記錄較少,但已證明可以降低血清膽固醇。 在工作環境中,釩及其化合物通過吸入進入人體,主要是在生產和鍋爐清潔操作過程中。 胃腸道吸收釩較差,不超過1~2%; 攝入的釩化合物大部分隨糞便排出。
進行了一項研究,以評估最近接觸五氧化二釩的工人在定期清除燃油發電站鍋爐的灰燼和熟料期間的支氣管反應水平。 這項研究表明,即使沒有出現支氣管症狀,接觸釩也會增加支氣管反應性。
安全衛生措施
重要的是要防止吸入空氣中的五氧化二釩顆粒。 用作催化劑時,五氧化二釩可以以無塵的團聚或顆粒形式生產; 然而,工廠中的振動可能會及時減少一定比例的粉塵。 在與金屬釩製造相關的過程中,以及在維護操作期間篩分用過的催化劑時,應通過過程的封閉和提供排氣通風來防止粉塵逸出。 在電站和船舶的鍋爐清洗中,維修人員可能不得不進入鍋爐進行除煙和維修。 這些工人應佩戴適當的呼吸防護設備,包括全面罩和護目鏡。 在可能的情況下,應改進負載清潔以減少工人進入熔爐的需要; 如果卸載清潔被證明是必要的,則應嘗試不需要物理進入的方法,例如水刺。
岡納·諾德伯格
發生和使用
鋅 (Zn) 在自然界中分佈廣泛,其含量約為地殼的 0.02%。 它在自然界中以硫化物(閃鋅礦)、碳酸鹽、氧化物或矽酸鹽(爐甘石)的形式與許多礦物結合存在。 閃鋅礦是主要的鋅礦物,也是至少 90% 的金屬鋅的來源,含有鐵和鎘雜質。 它幾乎總是伴隨著方鉛礦,即鉛的硫化物,偶爾也會與含有銅或其他賤金屬硫化物的礦石一起被發現。
暴露在空氣中時,鋅會覆蓋一層堅韌的氧化膜,防止金屬進一步氧化。 這種對大氣腐蝕的抵抗力構成了金屬最常見用途之一的基礎,即通過鍍鋅保護鋼結構。 電解作用增強了鋅保護黑色金屬免受腐蝕的能力。 它作為鐵和除鋁和鎂以外的其他結構金屬的陽極,因此優先受到腐蝕劑的侵蝕。 此特性用於鋅的許多其他重要應用,例如,使用鋅板作為陰極保護船體、地下儲罐等的陽極。 鋅金屬用於汽車工業、電氣設備工業以及輕型機床、五金、玩具和高檔商品行業的部件壓鑄。 它在軋機中被軋成薄板,用於製造屋頂、擋風雨條、乾電池外殼、印刷板等。 鋅還與銅、鎳、鋁和鎂形成合金。 當它與銅合金化時,它會形成稱為黃銅的重要合金組。
氧化鋅 (ZnO),或鋅白(鋅花)是通過氧化蒸發的純鋅或通過焙燒氧化鋅礦石生產的。 它用作油漆、漆和清漆中的顏料,以及塑料和橡膠的填料。 氧化鋅存在於化妝品、速凝水泥和藥物中。 用於製造玻璃、汽車輪胎、火柴、白膠和印刷油墨。 氧化鋅在電子工業中也用作半導體。
鉻酸鋅 (鉻酸鋅4),或鋅黃,是通過鉻酸與氧化鋅漿料或氫氧化鋅的作用而產生的。 它用於顏料、油漆、清漆和漆,以及油氈的製造。 鉻酸鋅用作金屬和環氧樹脂層壓板的腐蝕抑製劑。
氰化鋅 (鋅(CN)2) 由硫酸鋅或氯化鋅溶液與氰化鉀沉澱而成。 它用於金屬電鍍和提金。 氰化鋅用作化學試劑和殺蟲劑。 硫酸鋅 (硫酸鋅4·7H2O) 或白礬是通過焙燒閃鋅礦或通過硫酸對鋅或氧化鋅的作用而生產的。 用作收斂劑、皮革和木材的防腐劑、紙張的漂白劑、農藥助劑和殺菌劑。 硫酸鋅還用作防火劑和泡沫浮選抑製劑。 它用於水處理和紡織印染。 硫化鋅 用作油漆、油布、油氈、皮革、油墨、漆和化妝品的顏料。 磷化鋅 (鋅3P2) 是通過使磷化氫通過硫酸鋅溶液而產生的。 它主要用作殺鼠劑。
氯化鋅 (氯化鋅2),或鋅脂,在紡織工業中有多種用途,包括染色、印花、上漿和加重織物。 它是金屬、潔齒劑和助焊劑的水泥成分。 單獨使用或與苯酚等防腐劑一起用於鐵路枕木防腐。 氯化鋅可用於玻璃蝕刻和瀝青的製造。 是橡膠的硫化劑,木材的阻燃劑,水處理中的緩蝕劑。
危害性
鋅是一種必需的營養素。 它是金屬酶的組成部分,在核酸代謝和蛋白質合成中起重要作用。 鋅不儲存在體內,營養專家建議每天至少攝入鋅。 與植物產品相比,動物蛋白來源更容易吸收鋅。 植物中的植酸鹽會與鋅結合,使其無法被吸收。 穀物是人們消耗的蛋白質的主要來源的國家已經報告了缺鋅狀態。 人類慢性缺鋅的一些公認的臨床表現是生長遲緩、男性性腺機能減退、皮膚變化、食慾不振、精神萎靡和傷口癒合延遲。
一般來說,鋅鹽具有收斂性、吸濕性、腐蝕性和防腐性。 它們對蛋白質的沉澱作用構成了它們收斂和防腐作用的基礎,並且它們相對容易被皮膚吸收。 鋅鹽的味閾約為 15 ppm; 含有 30 ppm 可溶性鋅鹽的水呈乳白色,濃度達到 40 ppm 時呈金屬味。 鋅鹽對胃腸道有刺激性,水中鋅鹽的催吐濃度為 675 至 2,280 ppm。
在存在鐵的情況下,鋅在弱酸性溶液中的溶解度導致在用磨損的鍍鋅鐵容器製備酸性食品(例如水果飲料)時意外攝入大量鋅鹽。 攝入後 20 分鐘至 10 小時內出現發燒、噁心、嘔吐、胃痙攣和腹瀉。
許多鋅鹽可能通過吸入、皮膚或食入進入人體並導致中毒。 已發現氯化鋅會導致皮膚潰瘍。 許多鋅化合物存在火災和爆炸危險。 鋅的電解製造會產生含有硫酸和硫酸鋅的霧氣,這些霧氣會刺激呼吸系統或消化系統並導致牙齒腐蝕。 涉及鋅的冶金工藝會導致砷、鎘、錳、鉛以及可能的鉻和銀暴露,以及相關的危害。 由於砷經常存在於鋅中,當鋅溶解在酸或鹼中時,它可能成為接觸劇毒砷化氫氣體的來源。
在鋅冶金和製造、鍍鋅或鍍鋅金屬的焊接和切割,或黃銅或青銅的熔煉和鑄造中,鋅及其化合物最常遇到的危害是暴露於氧化鋅煙霧中,這會導致金屬煙霧熱。 金屬煙霧熱的症狀包括顫抖發作、不規則發燒、大量出汗、噁心、口渴、頭痛、四肢疼痛和疲憊感。 發作持續時間較短(大多數病例會在症狀出現後 24 小時內完全康復),並且似乎獲得了耐受性。 據報導,氧化鋅包裝操作中游離紅細胞原卟啉顯著增加。
氯化鋅煙霧會刺激眼睛和粘膜。 在一次涉及煙霧發生器的事故中,70 名暴露人員的眼睛、鼻子、喉嚨和肺部受到不同程度的刺激。 在 10 名死亡人員中,一些人在幾小時內死於肺水腫,其他人後來死於支氣管肺炎。 還有一次,兩名消防員在滅火演示中接觸到來自煙霧發生器的氯化鋅煙霧,一名短暫接觸,另一名持續幾分鐘。 前者迅速康復,而後者因呼吸衰竭在 18 天后死亡。 接觸後不久,溫度迅速升高,並出現明顯的上呼吸道炎症。 胸部 X 光片可見瀰漫性肺部浸潤,屍檢顯示活躍的成纖維細胞增殖和肺心病。
在一項主要用於評估致癌作用的實驗中,每組 24 隻小鼠在一年的飲用水中接受了 1,250 至 5,000 ppm 的硫酸鋅。 除了接受 5,000 ppm 的動物出現嚴重貧血外,鋅沒有任何副作用。 腫瘤發生率與對照組無顯著差異。
磷化鋅用作滅鼠劑,無論是吞嚥、吸入還是注射均對人體有毒,與氯化鋅一起是鋅鹽中最危險的一種; 這兩種物質是唯一因鋅中毒而死亡的罪魁禍首。
皮膚效應. 據報導,車身製造商、錫匠和鋼製櫥櫃製造商使用的底漆中的鉻酸鋅會導致暴露的工人出現鼻腔潰瘍和皮炎。 氯化鋅具有腐蝕性,可能導致處理浸漬過氯化鋅的木材或將其用作焊接助焊劑的人員的手指、手和前臂潰瘍。 據報導,氧化鋅粉塵可能會阻塞皮脂腺的導管,並在包裝這種化合物的人體中引起丘疹、膿皰性濕疹。
安全衛生措施
火災和爆炸。 細碎的鋅粉和其他鋅化合物如果存放在潮濕的地方,可能會引起火災和爆炸,成為自燃源。 還原反應的殘留物可能會點燃可燃材料。 硝酸鋅銨、溴酸鋅、氯酸鋅、乙基鋅、硝酸鋅、高錳酸鋅和苦味酸鋅均有火災和爆炸危險。 此外,乙基鋅與空氣接觸會自燃。 因此,應將其存放在陰涼、乾燥、通風良好的地方,遠離急性火災風險、明火和強氧化劑。
在鋅被加熱到產生煙霧的所有情況下,確保提供足夠的通風是最重要的。 最好通過對工人進行有關金屬煙霧熱的教育和提供局部排氣通風,或者在某些情況下,通過佩戴供氣頭罩或面罩來確保個人保護。
接觸氯化鋅煙霧的工人應穿戴個人防護設備,包括防護服、化學眼部和麵部防護裝置以及適當的呼吸防護設備。 接觸氯化鋅煙霧時,應通過對暴露區域進行大量灌溉來處理。
岡納·諾德伯格
發生和使用
據估計,鋯 (Zr) 約佔岩石圈的 0.017%。 由於其在僅略高於正常大氣溫度的溫度下具有非常高的化學活性,因此該元素僅以化合狀態出現。 最常見的礦石是鋯石(ZrO2) 和斜鋯石 (ZrSiO4). 鋯存在於所有動物組織中。
鉿 (Hf) 被發現與所有陸生鋯相關。 鉿的量各不相同,但平均約為鋯加鉿總量的 2%。 只有一種礦石中兩種元素含量都很低,發現鉿的含量高於鋯。 光譜證據表明,在宇宙中的鋯加鉿總量中,鉿的分佈也約為 2%。 這兩種元素的化學性質比元素週期表中的任何其他元素更接近。 相似性是如此之大,以至於尚未發現可以將它們分開的質量差異。 出於這個原因,可以假設大多數已使用的鋯,以及據報導的生理效應,都含有 0.5% 至 2% 的鉿。
鋯石自古以來就作為寶石受到重視,因為它常見於大的單晶中; 然而,大多數具有商業用途的鋯礦床位於海灘沙地或其他地方,在這些地方沉積了相對較重且化學惰性的鋯礦物,而它們所在的岩石較輕的部分已被分解並被沖走水。 在印度、馬來亞、澳大利亞和美國,這種海灘沙子的大量沉積是眾所周知的。 具有商業用途的礦床中的斜鋯石首先在巴西被發現,此後在瑞典、印度和意大利等許多其他地方也有發現。 一些鋯礦石也在馬達加斯加、尼日利亞、塞內加爾和南非進行了商業開採。
鋯石用作鑄造用砂、磨料,以及用作實驗室坩堝的鋯石和氧化鋯耐火組合物的組分。 它存在於陶瓷組合物中,用作釉料和搪瓷中的遮光劑。 鋯英石和氧化鋯磚用作玻璃窯爐的內襯。 氧化鋯模具也用作黑色金屬和有色金屬的擠壓模具以及澆注金屬的噴口襯裡,特別是用於連續鑄造。
現在超過 90% 的鋯金屬用於核能發電,因為鋯對中子的吸收截面很低,並且在不含鉿的情況下對原子反應堆內部的腐蝕具有很高的抵抗力。 鋯還用於製造鑄鐵、鋼和外科器械。 它用於弧光燈、煙火、特殊焊接助焊劑以及塑料中的顏料。
粉末狀金屬鋯在熱電子管中用作“吸氣劑”,以吸收管元件抽氣和除氣後的最後痕量氣體。 以細絲帶或羊毛的形式,這種金屬也被用作攝影閃光燈的濾光片。 大塊金屬以純金屬或合金形式用於反應容器的內襯。 它還用作化學過程中泵和管道系統的內襯。 一種優良的鋯和鈳超導合金已被用於磁場為 6.7 T 的磁鐵中。
碳化鋯 二硼化鋯 都是堅硬、難熔的金屬化合物,已用於金屬切削工具。 二硼化物也被用作平爐的熱電偶夾套,提供 非常長壽命的熱電偶。 四氯化鋯 用於有機合成和紡織品防水劑。 它也可用作鞣劑。
鉿金屬 已被用作火箭發動機部件的鉭包層,這些部件必須在非常高的溫度、腐蝕性條件下運行。 由於其高熱中子截面,它也被用作核反應堆的控制棒材料。 此外,鉿還用於製造電極和燈泡燈絲。
危害性
說鋯化合物具有生理惰性是不准確的,但與對大多數重金屬的耐受性相比,大多數生物對鋯的耐受性似乎更高。 鋯鹽已被用於治療钚中毒,以取代钚(和釔)在骨骼中的沉積,並在早期開始治療時防止沉積。 在這項研究過程中,確定老鼠的飲食中含有多達 20% 的氧化鋯,可以在相當長的時間內保持無有害影響,並且靜脈注射 LD50 大鼠的檸檬酸鋯鈉約為 171 mg/kg 體重。 其他研究者發現腹膜內 LD50 在大鼠中乳酸鋯為 0.67 g/kg,鋯酸鋇為 0.42 g/kg,在小鼠中乳酸鈉鋯為 51 mg/kg。
鋯化合物已被推薦用於漆樹(毒藤)皮炎的局部治療和身體除臭劑。 已經使用的一些化合物是碳酸水合氧化鋯、水合氧化鋯和乳酸鈉鋯。 由於這些應用,已經有許多關於皮膚產生持久性肉芽腫病症的報導。
與職業暴露有關的更直接的興趣是吸入鋯化合物的影響,與其他給藥途徑相比,這方面的研究較少。 然而,已經進行了幾項實驗和至少一份關於人類接觸的報告。 在這種情況下,一位在鋯鉿加工廠工作了七年的化學工程師被發現患有肉芽腫性肺部疾病。 由於對所有其他員工的檢查未發現類似的病變,因此得出的結論是,這種情況很可能是由於在接觸鋯之前接觸了相對較重的鈹。
實驗動物暴露於鋯化合物表明,在大氣中鋯濃度約為 5 mg/m 時,乳酸鋯和鋯酸鋇都會產生嚴重、持續的慢性間質性肺炎3. 0.049 mg/cmXNUMX 的大氣中高得多的鈉鋯乳酸鹽濃度3 已發現較短時間的接觸會產生支氣管周圍膿腫、細支氣管周圍肉芽腫和小葉性肺炎。 儘管缺乏關於人類肺塵埃沉著病的記錄,但一項研究的作者得出結論,應將鋯視為肺塵埃沉著病的可能原因,並建議在工作場所採取適當的預防措施。
少數關於鉿化合物毒性的研究表明其急性毒性略高於鋯鹽。 鉿及其化合物會導致肝損傷。 10 mg/kg 的鉿基氯會導致貓出現心血管衰竭和呼吸停止,其方式與可溶性鋯鹽相同; 腹膜內LD50 鉿的 112 mg/kg 並不比鋯小很多。
安全衛生措施
火災和爆炸. 細粉末形式的金屬鋯在空氣、氮氣或二氧化碳中燃燒。 這些粉末在濃度為 45 至 300 毫克/升的空氣中具有爆炸性,如果受到干擾會自燃,這可能是由於顆粒分離產生的靜電。
金屬粉末應在濕態下運輸和裝卸; 通常用水潤濕。 當粉末在使用前乾燥時,使用的數量應盡可能少,操作應在單獨的隔間內進行,以防止在發生爆炸時傳播。 處理粉末的區域應消除所有火源,包括靜電荷。
該區域的所有表面都應是不透水和無縫的,以便可以用水沖洗並保持完全無塵。 任何溢出的粉末都應立即用水清洗,以免原地干燥。 被粉末污染的用過的紙和布應在有蓋的容器中保持濕潤,直到將它們取出進行焚燒,至少每天應進行一次。 乾燥的粉末應盡可能少地攪動和處理,然後只能使用不產生火花的工具。 橡膠或塑料圍裙,如果穿在工作服上,應該用抗靜電化合物處理。 除非用抗靜電材料有效處理,否則工作服應由非合成纖維製成。
所有使用鋯和/或鉿的工藝都應進行設計和通風,以將空氣污染物保持在暴露限值以下。
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