惠寶華
(新疆眾和股份有限公司烏魯木齊830013)
水滑石交換性能及防腐性能的研究
惠寶華
(新疆眾和股份有限公司烏魯木齊830013)
研究了Mg-Al-[MoO4]2-水滑石前驅(qū)體作為顏料對(duì)鎂合金腐蝕保護(hù)性能。主要介紹Mg-Al-[MoO4]2-水滑石有機(jī)涂層的制備及其防腐性能。
水滑石共沉淀法緩蝕防腐
1.1 概述
鎂合金非?;顫?,在干燥的大氣中表面形成的氧化膜疏松多孔,遠(yuǎn)不能達(dá)到對(duì)耐蝕性能的要求。鎂合金極易受到電偶腐蝕,它能夠?qū)е陆饘俚膰?yán)重點(diǎn)蝕,從而降低材料的力學(xué)性能和使用壽命。采取一些方法可以使腐蝕降低到最小,因此鎂合金的表面防護(hù)也是一項(xiàng)重要工作。提高鎂合金耐蝕性能的方法主要從以下幾方面入手:
(1)生產(chǎn)高純鎂合金,使雜質(zhì)含量降低到溶解極限以下;
(2)開發(fā)新合金;
(3)表面調(diào)整,包括離子注入和激光退火;
(4)保護(hù)膜和涂層。最為簡(jiǎn)單有效的方法之一是對(duì)鎂合金進(jìn)行涂層防護(hù),即在合金表面存在一層阻擋膜,能夠使合金與環(huán)境隔離,或使合金處于緩蝕試劑中。涂層要實(shí)現(xiàn)對(duì)鎂合金的防護(hù)作用,必須均勻、無(wú)孔、當(dāng)發(fā)生物理?yè)p壞時(shí)能夠自愈合。
一般適合鎂合金的防護(hù)方法分為:化學(xué)處理;陽(yáng)極氧化法;金屬涂層;擴(kuò)散涂層;有機(jī)涂層;導(dǎo)電聚合物涂層;激光改性;離子注入;物理氣相沉積;達(dá)克羅涂層等。
有機(jī)涂層用于最終的表面層,起到提高抗腐蝕性、耐磨性、裝飾性作用。有機(jī)涂層保護(hù)機(jī)理主要是屏蔽作用、鈍化緩蝕作用和電化學(xué)保護(hù)作用。有機(jī)涂層的種類有多種,鎂鋁合金可采用環(huán)氧樹脂、聚氨酯以及橡膠等材料獲得有機(jī)涂層防護(hù)膜,也可以通過(guò)把油、油脂、油漆、蠟和瀝青涂覆在表面來(lái)獲得一定程度的保護(hù)。其中環(huán)氧樹脂涂層的粘附力比較強(qiáng),不浸潤(rùn)水,強(qiáng)度高,應(yīng)用相對(duì)廣泛。本章主要介紹了一種簡(jiǎn)單有效的加涂有機(jī)涂層來(lái)抑制鎂合金腐蝕的方法,并通過(guò)電化學(xué)交流阻抗譜法對(duì)其防腐性能進(jìn)行了測(cè)試。
2.1 制備工藝
2.1.1 前處理
在涂敷有機(jī)涂層前,應(yīng)對(duì)鎂鋁合金進(jìn)行砂紙打磨、堿洗、酸洗和活化。砂紙打磨的目的是去除材料表面的浮銹、氧化皮等。堿洗的目的是去除試樣表面的油脂、氧化物和表面污物等。試樣表面污物不僅會(huì)阻礙轉(zhuǎn)化膜的形成,而且嚴(yán)重影響涂層與基底的結(jié)合力,本文采用配制的堿洗液(表1)在水浴65℃下堿洗5min,取出,迅速用蒸餾水沖洗;酸洗是用來(lái)清除在鎂鋁合金表面形成的氧化物和殘留的堿,并使表面活化。本文采用配制的酸洗液(表2)在常溫下酸洗30s,取出,迅速用蒸餾水沖洗,吹干,備用。
表1 堿洗液配方每500mL堿洗液中各物質(zhì)用量
表2 酸洗液配方每500mL酸洗液中各物質(zhì)用量
圖1 Mg-Al合金板前處理過(guò)程圖
2.1.2 有機(jī)涂層制備
本論文通過(guò)簡(jiǎn)單有效的方法制備了摻雜HT-Mo粉末的環(huán)氧樹脂涂層,為了研究水滑石中鉬酸鹽的緩蝕效果,HT-Mo粉末的有機(jī)涂層添加HT-Mo粉末濃度分別為10%、20%、30%。
(1)10-wt%的HT-Mo涂層的制備
稱取1.94gHT-Mo粉末,加入到17.46g環(huán)氧樹脂中,加入一定量的丙酮,濃度不大于10%,攪拌5h以上,使其均勻分散在樹脂中,再加入固化劑(低分子聚酰胺(651)),比例2∶1,攪拌5~10min,涂敷到經(jīng)過(guò)前處理的鎂鋁合金板上,室溫放置7天,涂層平均厚度為95±5μm。
(2)20-wt%的HT-Mo涂層的制備
稱取2.44gHT-Mo粉末,加入到9.76g環(huán)氧樹脂中,加入一定量的丙酮,濃度不大于10%,攪拌5h以上,使其均勻分散在樹脂中,再加入固化劑(低分子聚酰胺(651)),比例2∶1,攪拌5~10min,涂敷到經(jīng)過(guò)前處理的鎂鋁合金板上,室溫放置7天,涂層平均厚度為95±5μm。
(3)30-wt%的HT-Mo涂層的制備
稱取3.69gHT-Mo粉末,加入到8.70g環(huán)氧樹脂中,加入一定量的丙酮,濃度不大于10%,攪拌5h以上,使其均勻分散在樹脂中,再加入固化劑(低分子聚酰胺(651)),比例2∶1,攪拌5~10min,涂敷到經(jīng)過(guò)前處理的鎂鋁合金板上,室溫放置7天,涂層平均厚度為95±5μm。
2.2 測(cè)試分析方法
涂層防腐性能的評(píng)價(jià)是防腐涂料研究開發(fā)與生產(chǎn)應(yīng)用中的一個(gè)重要組成部分。隨著對(duì)涂層防腐機(jī)理認(rèn)識(shí)的不斷深入,其他領(lǐng)域的新技術(shù)、新成果不斷被引入,已初步形成了從常規(guī)的檢測(cè)方法到應(yīng)用現(xiàn)代儀器設(shè)備的電化學(xué)方法、表面分析技術(shù)、光譜學(xué)方法等涂料防腐性能的研究與評(píng)價(jià)方法體系。每一種方法均有其自身的特點(diǎn),適用于不同范圍,有的方法適合用作防腐機(jī)理研究,有的則適合作涂層性能的評(píng)價(jià),不同的方法配合使用、相互補(bǔ)充,對(duì)全面準(zhǔn)確地分析評(píng)價(jià)涂層的防腐性能、深入研究涂層的防腐機(jī)理、指導(dǎo)防腐涂料新產(chǎn)品的開發(fā)具有十分重要的意義。
目前除廣泛采用的常規(guī)測(cè)試方法,如鹽霧試驗(yàn)、濕熱試驗(yàn)、浸漬試驗(yàn)和耐候試驗(yàn)外,還采用直流電化學(xué)測(cè)試、電化學(xué)交流阻抗譜法、電化學(xué)噪聲法、氫滲透電流法等[1]。本論文主要采用了電化學(xué)交流阻抗譜法對(duì)樣品進(jìn)行測(cè)試。采用上海辰華CHI660C電化學(xué)綜合測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行電化學(xué)阻抗譜(EIS)測(cè)試(腐蝕介質(zhì)為3.5wt%的NaCl溶液,測(cè)試溫度為室溫)。采用標(biāo)準(zhǔn)三電極系統(tǒng),參比電極為飽和Ag∕AgCl電極,輔助電極為鉑片,工作電極為樣品。測(cè)試基準(zhǔn)電位為涂層電極的開路電位,測(cè)試頻率范圍為105~10-2Hz,正弦波信號(hào)的振幅為20mV。
為了研究涂層性能及涂層破壞過(guò)程,要對(duì)試驗(yàn)樣品進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間、反復(fù)的測(cè)量。在浸泡初期,為了更好的了解電解質(zhì)溶液滲入涂層的情況,每次測(cè)量的時(shí)間間隔要短一些,可以一天測(cè)量?jī)纱?。?dāng)滲入涂層的溶液已經(jīng)飽和之后,涂層結(jié)構(gòu)的變化相當(dāng)緩慢,每次測(cè)量的時(shí)間間隔就可以長(zhǎng)一些,可以幾天甚至十幾天測(cè)量一次。長(zhǎng)期浸泡中,由于腐蝕產(chǎn)物的影響及溶液中水分的揮發(fā),會(huì)改變?nèi)芤旱某煞?,故?yīng)經(jīng)常地更換溶液。
2.2.1 電化學(xué)交流阻抗譜法(EIS)簡(jiǎn)介
EIS法是向被測(cè)體系(介質(zhì)∕涂膜∕金屬)加一小振幅正弦交變信號(hào)進(jìn)行擾動(dòng),測(cè)定系統(tǒng)的阻抗譜或?qū)Ъ{譜。利用等效電路模型分析以獲得系統(tǒng)內(nèi)部的電化學(xué)信息。EIS法能在不同頻率范圍內(nèi)分別得到溶液電阻、涂層電阻、油層電容、界面反應(yīng)電阻、界面雙電層電容等與涂層性能及涂層破壞過(guò)程有關(guān)的信息,能夠?qū)崟r(shí)反映涂膜性能的變化。EIS法所施加的交變信號(hào)很微弱,對(duì)被測(cè)體系的擾動(dòng)小,可無(wú)損研究涂層,快速得到試驗(yàn)結(jié)果,信息量相對(duì)豐富,能從多個(gè)角度提供界面狀態(tài)與過(guò)程的信息。由于EIS法在技術(shù)上的優(yōu)越性,現(xiàn)已成為研究有機(jī)涂層防腐機(jī)理與性能的一種最主要的電化學(xué)方法,美國(guó)已制訂了EIS法評(píng)價(jià)涂層性能的ASTM標(biāo)準(zhǔn)。
但EIS法也存在一定的局限性,它給出的是整個(gè)涂層表面的平均信息,不能確定失效位點(diǎn),而涂層的失效(層離、起泡等)通常起始于局部,因此應(yīng)用該法所給出的信息尚不能充分解釋腐蝕發(fā)生的機(jī)制,如果與紅外顯微技術(shù)、表面分析技術(shù)等配合使用則可以相互補(bǔ)充、相得益彰[2]。
2.2.2 電化學(xué)交流阻抗分析
(1)當(dāng)陰極過(guò)程存在一種主要的反應(yīng),而且反應(yīng)受活化控制,此時(shí),交流阻抗譜呈現(xiàn)單容抗特征。
(2)當(dāng)陰極過(guò)程存在一種主要的反應(yīng),而且反應(yīng)受擴(kuò)散控制,此時(shí)YF=YW=Y0×(jw)12,交流阻抗譜呈現(xiàn)擴(kuò)散控制的Warburg阻抗特征。
(3)當(dāng)陰極過(guò)程存在兩種主要的反應(yīng),且反應(yīng)都受活化控制,反應(yīng)式如下:
其中c為反應(yīng)物離子濃度,n為反應(yīng)級(jí)數(shù),α為反應(yīng)(1)占總的陰極區(qū)面積的比例。陰極過(guò)程Fareday電流密度可以表示為:
由曹楚南混合電位下阻抗理論:
根據(jù)曹楚南交流阻抗理論,此時(shí)Faraday阻杭呈現(xiàn)容抗性質(zhì)。這表明當(dāng)兩種主要的陰極過(guò)程是受活化控制時(shí),在交流阻抗譜中表現(xiàn)出雙容杭特征。
(4)如果陰極過(guò)程中活化控制與擴(kuò)散控制的電極反應(yīng)同時(shí)存在,對(duì)陰極電流密度貢獻(xiàn)都比較明顯,此時(shí)陰極過(guò)程Faraday電流可以表為:
Faraday阻抗則可表示為
其中YD=YW=Y0×(jw)12,即Warburg導(dǎo)納。這樣便出現(xiàn)了活化控制的電極過(guò)程的阻抗與擴(kuò)散控制的電極過(guò)程Warburg阻抗在交流阻抗譜中疊加的現(xiàn)象[4]。
2.2.3 實(shí)驗(yàn)儀器及實(shí)驗(yàn)參數(shù)
本實(shí)驗(yàn)的電化學(xué)交流阻抗測(cè)試采用上海辰華生產(chǎn)的CHI600C型電化學(xué)測(cè)試系統(tǒng)。測(cè)試采用三電極體系,以鎂鋁合金基體作為工作電極,暴露面積為1.13cm2,鉑電極作為對(duì)電極,飽和氯化銀電極為參比電極,腐蝕介質(zhì)為蒸餾水配制的3.5%的NaCl溶液。NaCl為分析純?cè)噭y(cè)試基準(zhǔn)電位為涂層電極的開路電位,測(cè)試頻率范圍為105~10-2Hz,正弦波信號(hào)的振幅為20mV。
2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
2.3.110 %HT-Mo有機(jī)涂層Nyquist圖譜分析
緊接著高頻端出現(xiàn)的容抗弧以后就是傾斜角為45°的Warburg阻抗直線,但是從圖中可以看出Warburg阻抗直線有一個(gè)彎曲的過(guò)程,這種阻抗譜出現(xiàn)在較長(zhǎng)的浸泡時(shí)間之后,該過(guò)程為溶液的滲透過(guò)程,溶液中的腐蝕介質(zhì)還沒(méi)有達(dá)到涂層的基體。隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng),容抗弧半徑減小,容抗弧半徑的大小決定了有機(jī)涂層的抗?jié)B性的能力,容抗弧半徑越大,涂層的抗?jié)B性越好。在浸泡中期,電解質(zhì)溶液對(duì)涂層的滲透已達(dá)飽和,隨著電解質(zhì)溶液滲透到達(dá)涂層∕基底的界面,并在界面區(qū)形成腐蝕反應(yīng)微電池后,測(cè)得的阻抗譜就會(huì)具有兩個(gè)時(shí)間常數(shù)。電解質(zhì)溶液到達(dá)涂層∕基底的界面,在引起基底的腐蝕反應(yīng)的同時(shí)還破壞著涂層與基底之間的結(jié)合,引起涂層的起泡或腫脹。但此時(shí)涂層表面還沒(méi)有出現(xiàn)肉眼能觀察到的宏觀小孔。在浸泡后期,有機(jī)涂層表面的孔率及涂層∕基底界面的起泡區(qū)都已經(jīng)很大,有機(jī)涂層已經(jīng)失去了阻擋保護(hù)作用[3]。
圖2 10%HT-Mo有機(jī)涂層的不同浸泡時(shí)間的Nyquist圖
2.3.220 %HT-Mo有機(jī)涂層Nyquist圖譜分析
圖3 20%HT-Mo有機(jī)涂層的不同浸泡時(shí)間的Nyquist圖
由圖3可以看出變化規(guī)律與圖2相似。Warburg阻抗直線的彎曲程度比圖2小。隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng),容抗弧半徑減小,表明涂層極化電阻減小,耐腐蝕性降低。該過(guò)程是溶液在涂層之間的滲透過(guò)程,由于環(huán)氧樹脂本身密閉性比較好,由于用丙酮稀釋,還添加了水滑石粉末,就有空隙,溶液滲透過(guò)程中Cl-與水滑石中的MoO42-交換,交換出來(lái)的MoO42-有緩蝕的性能,減緩腐蝕的進(jìn)行。所以很長(zhǎng)一段時(shí)間之內(nèi)機(jī)體并沒(méi)有點(diǎn)腐蝕坑,如果出現(xiàn)點(diǎn)腐蝕或者有基體的缺陷,交換出來(lái)的Mg2+會(huì)與合金基體上的Mg、Al共同作用,補(bǔ)充缺陷,減緩腐蝕。
2.3.330 %HT-Mo有機(jī)涂層Nyquist圖譜分析
圖4 30%HT-Mo有機(jī)涂層的不同浸泡時(shí)間的Nyquist圖
圖4 的變化規(guī)律與圖2、3相似,該圖中的Warburg阻抗直線沒(méi)有彎曲,隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng),容抗弧半徑減小,表明涂層極化電阻減小,耐蝕性降低。該涂層表現(xiàn)出良好的抗腐蝕性能,抗腐蝕機(jī)理是相似的,雖然在這里水滑石添加的濃度越高表現(xiàn)出更好的耐腐蝕性,但是并不是濃度越高越好,因?yàn)樗欠勰?,納米級(jí)的結(jié)構(gòu)是片狀結(jié)構(gòu),水滑石在樹脂中的排列方式是凌亂的,并沒(méi)有規(guī)律,如果添加的水滑石過(guò)多,就會(huì)造成更多的空隙。雖然離子交換出來(lái)的MoO42-有緩蝕效果,但是抗腐蝕的能力和時(shí)間都是有限的,應(yīng)盡量減少基體與腐蝕液接觸。
2.3.4 不同HT-Mo濃度的有機(jī)涂層Nyquist圖譜對(duì)比
圖5為10%HT-Mo有機(jī)涂層108h的阻抗放大圖,其可以看出在浸泡相同時(shí)間的時(shí)候容抗弧的半徑隨著涂層添加劑濃度的增加而減小,容抗弧半徑越大耐腐蝕性越強(qiáng)。因該添加劑是Mg-Al-[MoO4]2-水滑石,鉬酸鹽已經(jīng)被證明是一種良好的緩蝕劑,在溶液滲透過(guò)程中認(rèn)為有兩種情況:一種認(rèn)為,MoO42-和Cl-在金屬表面鈍化膜缺陷處發(fā)生競(jìng)爭(zhēng)吸附,由于MoO42-的存在,削弱了Cl-的吸附,因而增強(qiáng)了鈍化膜抗點(diǎn)蝕的能力,在一定程度上抑制了腐蝕的發(fā)生;另一種則認(rèn)為,MoO42-在金屬表面鈍化膜上發(fā)生了誘導(dǎo)吸附,即由于Cl-的作用破壞了金屬表面的鈍化膜,增強(qiáng)了MoO42-在鈍化膜破壞處新鮮表面上的吸附,從而一定程度上抑制了點(diǎn)蝕。
圖5 不同濃度的有機(jī)涂層相同浸泡時(shí)間的阻抗對(duì)比圖譜
由圖可以得出添加劑濃度高耐腐蝕性強(qiáng)。但是其中有一個(gè)值得注意的問(wèn)題是,環(huán)氧樹脂本身的密閉性很好,添加水滑石后影響樹脂的密閉程度,因?yàn)樗瞧瑺罱Y(jié)構(gòu)的,分散在樹脂中我們不知道它以什么狀態(tài)分布,如果是平鋪的話是能阻擋溶液的滲透的,如果是豎直的則水滑石和樹脂之間會(huì)有間隙,加快溶液的滲透。還有一個(gè)原因是,加入丙酮稀釋樹脂,丙酮是一種良好的稀釋劑,但是在涂層的過(guò)程中反復(fù)涂拉丙酮很快揮發(fā),產(chǎn)生氣孔,影響密閉性。
2.4 本章小結(jié)
本章主要對(duì)合金的前處理、有機(jī)涂層的制備及其防腐性能進(jìn)行了研究得出如下結(jié)論:
(1)由電化學(xué)交流阻抗分析可以看出添加了Mg-Al-[MoO4]2-水滑石的環(huán)氧樹脂涂層足以抑制鎂合金的腐蝕。
(2)由EIS測(cè)得的Nyquist圖譜對(duì)比發(fā)現(xiàn)作為添加劑的水滑石在一定濃度范圍內(nèi)濃度越高耐腐蝕性越強(qiáng)。
(1)Mg-Al-[MoO4]2-水滑石是一類兩性離子交換劑,通過(guò)離子交換釋放出有緩蝕作用的鉬酸鹽對(duì)于Mg-Al合金的防腐蝕有很好的效果。
(2)加入Mg-Al-[MoO4]2-水滑石粉末的有機(jī)涂層對(duì)鎂鋁合金的防腐表現(xiàn)出了良好的效果。原因有兩個(gè):一是環(huán)氧樹脂層的密閉性,阻隔了腐蝕介質(zhì)與合金的接觸;二是溶液在滲透的過(guò)程中與涂層中的HT-Mo粉末發(fā)生離子交換,吸附腐蝕性Cl-,置換出鉬酸鹽,釋放出來(lái)的鉬酸鹽具有緩蝕作用,一定程度上抑制了腐蝕的速度。
本文論述了水滑石應(yīng)用于有機(jī)涂層中用于鎂合金的防腐,在一定程度上解決了部分問(wèn)題,但是還有部分問(wèn)題依然存在,比如:
(1)本實(shí)驗(yàn)中涂層的均勻程度和厚度在浸泡時(shí)對(duì)EIS測(cè)量產(chǎn)生很嚴(yán)重的影響,因?yàn)檫€沒(méi)有找到一種更好的涂層方法,所以這上面有很多的人為因素,人工涂層沒(méi)有達(dá)到理想中的那么精確。
(2)丙酮作為稀釋劑有很強(qiáng)的揮發(fā)性,在涂層表面會(huì)產(chǎn)生氣孔,影響樹脂層的密閉性。
(3)阻抗測(cè)量時(shí)只是選擇整個(gè)面的其中一點(diǎn)來(lái)表征的而不能準(zhǔn)確的顯示整個(gè)面的腐蝕情況。
地球上鎂資源豐富,鎂合金結(jié)構(gòu)性能優(yōu)異,它的應(yīng)用可以大大降低對(duì)能源的消耗,然而腐蝕問(wèn)題卻制約了其應(yīng)用和發(fā)展。加強(qiáng)鎂的耐蝕性研究,積極探索增強(qiáng)鎂及鎂合金耐蝕性的途徑,對(duì)于推動(dòng)鎂合金作為結(jié)構(gòu)材料的應(yīng)用并充分發(fā)揮其性能優(yōu)勢(shì)具有重要意義。
參考資料
[1]郭清泉,陳煥欽.金屬腐蝕與涂層防護(hù)[J].合成材料老化與應(yīng)用,2003,32(4):38.
[2]周立新,程江,楊卓如.有機(jī)涂層防腐性能的研究與評(píng)價(jià)方法[J].腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù),2004,16(6):376.
[3]張鑒清,曹楚南.電化學(xué)阻抗譜方法研究評(píng)價(jià)有機(jī)涂層[J].腐蝕與防護(hù),1998,9(3):99.
[4]陳長(zhǎng)風(fēng),路民旭,趙國(guó)仙等.N80油套管鋼CO2腐蝕陰極過(guò)程電化學(xué)阻抗譜分析[J].金屬學(xué)報(bào),2003,39(1):95-97.
收稿:2015-03-27
鎘污染對(duì)人體有何危害
鎘是什么?鎘(Cd)是對(duì)人體有害的元素,在自然界中多以化合態(tài)存在,含量很低,大氣中含鎘量一般不超過(guò)0.003μg∕m3,水中不超過(guò)10μg∕L,每千克土壤中不超過(guò)0.5mg。這樣低的濃度,不會(huì)影響人體健康。鎘常與鋅、鉛等共生。環(huán)境受到鎘污染后,鎘可在生物體內(nèi)富集,通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體,引起慢性中毒。
鎘污染從哪來(lái)?20世紀(jì)初發(fā)現(xiàn)鎘以來(lái),鎘的產(chǎn)量逐年增加。相當(dāng)數(shù)量的鎘通過(guò)廢氣、廢水、廢渣排入環(huán)境,造成污染。污染源主要是鉛鋅礦,以及有色金屬冶煉、電鍍和用鎘化合物做原料或觸媒的工廠。鎘對(duì)土壤的污染主要有氣型和水型兩種。氣型污染主要來(lái)自工業(yè)廢氣。鎘隨廢氣擴(kuò)散到工廠周圍并自然沉降,蓄積于工廠周圍的土壤中,可使土壤中的鎘濃度達(dá)到40ppm。污染范圍有的可達(dá)數(shù)千米。水型污染主要是鉛鋅礦的選礦廢水和有關(guān)工業(yè)(電鍍、堿性電池等)廢水排入地面水或滲入地下水引起。
鎘污染是如何危害健康的?進(jìn)入人體的鎘,在體內(nèi)形成鎘硫蛋白,通過(guò)血液到達(dá)全身,并有選擇性地蓄積于腎、肝中。腎臟可蓄積吸收量的1∕3,是鎘中毒的靶器官。此外,在脾、胰、甲狀腺、睪丸和毛發(fā)也有一定的蓄積。鎘的排泄途徑主要通過(guò)糞便,也有少量從尿中排出。在正常人的血中,鎘含量很低,接觸鎘后會(huì)升高,但停止接觸后可迅速恢復(fù)正常。鎘與含羥基、氨基、巰基的蛋白質(zhì)分子結(jié)合,能使許多酶系統(tǒng)受到抑制,從而影響肝、腎器官中酶系統(tǒng)的正常功能。鎘還會(huì)損傷腎小管,使人出現(xiàn)糖尿、蛋白尿和氨基酸尿等癥狀,并使尿鈣和尿酸的排出量增加。腎功能不全又會(huì)影響維生素D3的活性,使骨骼的生長(zhǎng)代謝受阻礙,從而造成骨骼疏松、萎縮、變形等。慢性鎘中毒主要影響腎臟,最典型的例子是日本著名的公害病——痛痛病。慢性鎘中毒還可引起貧血。急性鎘中毒,大多是由于在生產(chǎn)環(huán)境中一次吸入或攝入大量鎘化物引起。大劑量的鎘是一種強(qiáng)的局部刺激劑。含鎘氣體通過(guò)呼吸道會(huì)引起呼吸道刺激癥狀,如出現(xiàn)肺炎、肺水腫、呼吸困難等。鎘從消化道進(jìn)入人體,則會(huì)出現(xiàn)嘔吐、胃腸痙攣、腹疼、腹瀉等癥狀,甚至可因肝腎綜合癥死亡。
從動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和人群的流行病學(xué)調(diào)查中發(fā)現(xiàn),鎘還可使溫血?jiǎng)游锖腿说娜旧w發(fā)生畸變。鎘的致畸作用和致癌作用(主要致前列腺癌),也經(jīng)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)得到證實(shí),但尚未得到人群流行病學(xué)調(diào)查材料的證實(shí)。
急性鎘中毒如何急救:
(1)吸入中毒:①迅速移離現(xiàn)場(chǎng)、保持安靜、臥床休息,并給予氧氣吸入。②保持呼吸道通暢,積極防治化學(xué)性肺炎和肺水腫,早期給予短程大劑量糖皮質(zhì)激素,必要時(shí)給予1%二甲基硅油消泡氣霧劑。③為預(yù)防阻塞性毛細(xì)支氣管炎,可酌情延長(zhǎng)糖皮質(zhì)激素使用時(shí)間。④可給予依地酸二鈉鈣或巰基類絡(luò)合劑進(jìn)行驅(qū)鎘治療。⑤嚴(yán)重者要重視全身支持療法和其他對(duì)癥治療。
(2)口服中毒:①立即用溫水洗胃,臥床休息。②給予對(duì)癥和支持治療,如腹痛時(shí)可用阿托品,嘔吐頻繁時(shí)適當(dāng)補(bǔ)液,既要積極防治休克,又要避免補(bǔ)液過(guò)多引起肺水腫。
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10.16206∕j.cnki.65-1136∕tg.2015.06.017