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铊的应用以及对人体的危害

文档作者：周清平胡劲姚顺忠文档来源： 1．昆明理工大学材料与冶金工程学院 2．西南林学院		点击数：	更新时间： 2025年06月15日
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总第168期
2009年6月
南方金属
S0UTHERN METALS
Sum．168
June 2009
文章编号：1009—9700(2009)03—0014—04
铊的应用以及对人体的危害
周清平 ，胡 劲 ，姚顺忠
(1．昆明理工大学材料与冶金工程学院，云南昆明650093；2．西南林学院，云南，昆明650224)
摘要：论述了铊在现代工业、农业、医药等领域的广泛应用．我国有着丰富的铊资源，是目前世界上唯一发现铊独
立成矿的国家．阻碍铊大量应用的主要因素是铊剧毒引起的环境问题以及对人的毒害作用，因此了解铊对人体的
毒害机理和铊中毒的治疗方法及如何去预防铊污染就显得尤为重要．
关键词：铊；应用；危害；毒性
中图分类号：TG 146．4 31 文献标识码：A
Application of thallium and its harms to human being
ZHOU Qing—ping，HU Jin，YAO Shun—zhong ．
(1．School of Materials and Matallurgy Engineering，Kunming University of Science and Technology，Kunming
650093，Yunnan；2．Southwest University of Forestry，Kunming 650224，Ytmnan)
Abstract：The roles of thallium in modern industry，agriculture，and medicine are summarized．Being reach in thallium re—
sources，China is the unique country in the world wherein independently mineralized thallium is discovered．As well known，
the principal factors retarding a de use of thallium are associated with its strong poisonousness which hrings about environ—
mental problems，and does harms to human being．Th erefore，understanding the mechanism by which thallium poisons human
being，the therapy for thallium poisoning，and precautions against thallium pollution has become very crucial in using thalli—
um materials．
Key words：thallium ；application；harm；poisonousness
，
1861年，英国物理化学家W．Creokes(克鲁克
斯)在研究硫酸厂的残渣时，由光谱发现一种具有
特殊绿色谱线的元素，第二年制出了少量金属铊，根
据拉丁文thallus(绿色的嫩枝)，命名Thallium．铊是
自然界存在的典型的稀有分散元素，天然丰度为8 x
10～，地壳中的平均含量仅为1 g／T．铊是一种伴生
元素，几乎不单独成矿物，目前只在贵州省兴仁县境
内发现了世界上唯一的主要由红铊矿组成的独立富
铊矿体，其他大多以分散状态同晶形杂质存在于铅、
锌、铁、铜等金属的硫矿中，常作为这些金属冶炼的
副产品来回收和提取．
1 铊及其化合物在工业中的作用
起初，铊化物是被当作脱发剂来使用，也曾被作
为灭鼠药，后来又用作特效杀虫剂来消灭白蚁．这期
间也曾使许多患者中毒．随着以后对铊毒副作用的
更深入研究和了解．自1945年后，世界各国为了避
免铊化物对环境造成污染，纷纷取消了铊在这些方
面的使用．
现在，铊及铊化合物则广泛用在军事工业、现代
高科技以及医学领域中，主要体现在以下几方
面 一 ．
1)在工业中铊合金用途非常重要，用铊制成的
合金具有提高合金强度、改善合金硬度、增强合金抗
腐蚀性能等多种特性．铊铅合金多用于生产特种保
险丝和高温锡焊的焊料；铊铅锡3种金属的合金能
够抵抗酸类腐蚀，非常适用于酸性环境中机械设备
的关键零件；铊汞合金熔点低达一60℃ ，用于填充
收稿日期：2007—11—21
基金项目：真空冶金国家工程实验室项目
作者简介：周清平(1983一)，男，昆明理工大学材料学硕士研究生，研究方向：用真空冶金的方法提取铊
总第168期 周清平等：铊的应用以及对人体的危害 15
低温温度计，可以在极地等高寒地区和高空低温层
中使用；铊锡合金可作超导材料；铊镉合金是原子能
工业中的重要材料．
2)铊可以作为高温超导材料．铊系高温超导体
是继钇系、铋系之后于1988年发现的第三种高温超
导体．目前己合成出Tl一1212、1"1—1223(，I1一
Ba2Ca2Cu3O8，T。=110 K)、TI-2212(I"12Ba2CaCu208+ ，
T =85 K)和Tl一2223(112Ba2Ca2Cu3010，T。=125
K)4种超导相的粉末．近年来对铊系高温超导材料
的研究表明，用它们有希望获得高T 的薄膜、多晶、
厚膜和带材．
3)铊化合物己经成为现代电子工业中的重要
材料，在国防军事方面的作用更不可轻视．铊的硫化
物对肉眼看不到的红外线特别敏感，用其制作的光
敏光电管，可在黑夜或浓雾大气接受信号和进行侦
察工作，还可用于制造红外线光敏电池；卤化铊的晶
体可制造各种高精密度的光学棱镜、透镜和特殊光
学仪器零件．在第二次世界大战期间，氯化铊的混合
晶体就曾被用来传送紫外线，在深夜进行侦察敌情
或自我内部联络；近年来，应用溴化铊与碘化铊制成
的光纤对CO 激光的透过滤比石关光纤要好许多，
非常适合于远距离、无中断、多路通讯．
4)碘化铊填充的高压汞铊灯为绿色光源，在信
号灯的生产和化学工业的光反应的特殊发光光源方
面广泛应用；在玻璃生产过程中，添加少量的硫酸铊
或碳酸铊，其折射率会大幅度提高，完全可以与宝石
相媲美．
5)在医学方面铊的使用也得到重视．例如铊矧
作为放射核元素，在核医学和一些疾病的诊断上得
到广泛了应用．
6)目前，铊化物还是生产高压硒整流片、电阻
温度计、无线电传真、原子钟表等的脉冲传送器的重
要材料．在化工、电子、医学、航天、高能物理、超导和
光学等领域的应用日益增多．
2 铊对人体的危害
铊对人体的毒性超过了铅和汞，近似于砷，一般
认为铊的最小致死剂量是12 mg／kg，5—7．5 mg／kg
的剂量即可引起儿童死亡．铊是人体非必需微量元
素，可以通过饮水、食物、呼吸而进入人体并富集起
来，铊的化合物具有诱变性、致癌性和致畸性 ]，导
致食道癌、肝癌、大肠癌等多种疾病的发生，使人类
健康受到极大的威胁．
铊还可以与细胞膜表面的Na—K—ATP(三磷酸腺
苷)酶竞争结合进入细胞内，与线粒体表面含巯基
团结合，抑制其氧化磷酸化过程，干扰含硫氨基酸代
谢，抑制细胞有丝分裂和毛囊角质层生长．同时，铊
可与维生素B：及维生素B 辅助酶作用，破坏钙在
人体内的平衡 ]．
2．1 铊中毒的生理机制
铊及铊化物的中毒机制很复杂，通常认为人体
铊中毒的生理机制主要有两方面，一是rI1 代替K
使生物体内由K 驱动的生理过程受到影响，造成
代谢紊乱；一是，I1 与含硫基团(如巯基等)鳌合，改
变含硫化合物(主要是蛋白质和酶)的结构和功能，
从而影响代谢过程 J引．
2．2 铊的中毒特性
2．2．1 铊的急性中毒症状
经口急性中毒者，胃肠道症状非常明显，短期内
可出现类似急性胃肠炎症状，恶心、阵发性腹绞痛、
胃肠道出血 ’ ]．神经系统症状也十分明显，患者
起初感觉下肢麻木酸疼，两腿无力，由脚底开始，逐
渐扩展到两腿，以后涉及到躯干．当中枢神经受损
时，病人陷入谵妄、惊厥或是昏迷状态，类似癫痫病
样发作，出现痴呆及植物神经紊乱等症状[1‘J刚．中
毒后lO天左右，开始出现脱发，起初为斑秃，以后逐
渐发展为全秃．皮肤也可出现干燥脱屑并伴有皮症
出现 14,16]．
2．2．2 铊的慢性中毒症状
铊的慢性中毒者，早期仅有轻度神经衰弱症状，
口感有金属味，呼吸有蒜臭味，四肢无力，下肢麻木、
食欲不振，伴有腹泻腹疼．随后出现慢性脱发，开始
为斑秃，以后逐渐发展为全秃．脱发前头发有搔痒的
灼热感．视力减退，严重者视物模糊不清，甚至失
明 引．
2．2．3 铊的致突、致畸及致癌性
铊具有明显的细胞毒作用．铊离子进人细胞后，
在细胞核的浓度最高．铊离子能取代钾离子，与某些
酶的亲和力比钾大10倍．铊不仅作用于体细胞．也
能损伤生硫细胞染色体．碳酸铊能增加胚胎的死亡
率，其致突变活性大于有明显致突变作用的氯化
汞[17】．
铊还能诱导基因突变．在10 moL／L时，硝酸
铊在大肠杆菌WP：try和wP：hcrtry菌株回变试验中
16
南方金属
S0UTHERN METALS 2009年第3期
呈阳性，说明铊可能是碱基置换型诱变剂．在V79
细胞诱变试验中．铊能使次黄嘌呤鸟嘌呤转磷酸核
糖基酶(HGPRT)的基因发生突变，使(HGPRT )细
胞变成(HGPRT一)细胞．铊可能是直接致突变物质．
铊的致畸性早有文献报道，1969年Curry就报
告铊离子对人体有致畸作用．慢性铊中毒患者在怀
孕的头3个月可引起胎儿畸形，如果中毒发生在怀
孕3个月以后，婴儿的中枢神经系统会被破坏．
铊可能是潜在致癌物．碳酸铊诱导细胞形态学
恶性转化试验表明，当碳酸铊浓度为10 moWL时
即出现明显的恶性转化集落，提示碳酸铊有致癌的
可能性．另外从突变与癌变的关系推论，铊很可能是
潜在致癌物质．
3 铊中毒的治疗方法及如何去预防铊
污染
3．1 铊中毒的治疗方法
从铊被发现至今，尚未找到理想的治疗铊中毒
药物，临床上曾使用过大量的药物和方法 。¨]，
包括活性碳吸附、金属络合剂(普鲁士蓝、二硫代氨
基甲酸盐、二苯卡巴腙、双硫腙等)、巯基化合物(二
巯基丙醇、青霉胺等)、含硫氨基酸(半胱氨酸、甲硫
氨酸等)、氯化钾和钙盐等等．但各种药物都有不足
之处．
2003年lO月．美国FDA正式批准将普鲁士蓝
(Radiogardase)用于铊中毒 ．
总体来说，治疗铊中毒的原则在于：脱离接触，
其中包括阻止消化道的继续吸收，加快毒物由尿液
或其他途径的排泄．具体可采取下列措施：
1)普鲁士蓝给药．每天250 mg／kg，分为4次．
每次都溶解在50ml 20％的甘露醇中，再辅以硫酸镁
导泻，以促进铊随胆汁经粪便排泄，减少毒性．
2)持续性进行血液滤过或血液透析，促进血铊
的排出．
3)口服15％氯化钾，加速肾脏对铊的清除作
用．
4)肌注二巯基丙酸钠、双硫腙、硫代硫酸钠等
金属络合剂，络合血液中的铊，从而降低毒性和利于
铊的清除．
5)采取利尿方法，加快肾脏排铊，减轻毒性．
上述方法适应综合使用，尤其是对于急性、重度
患者，更应如此．
3．2 铊污染的预防措施
铊污染主要来源有(含)铊矿床、矿山废水、含
铊工业生产废水、大气中铊沉降以及含铊化肥等．对
铊污染的预防措施主要有：
1)对(含)铊矿床的开采、选矿过程进行严格控
制．降低可能产生含铊废石和废水生产量．对矿山含
铊废石进行处理，防止铊进入水体．对铊生产企业的
工业废水集中进行处理，去除铊后再进行达标排放．
含铊矿床的开采、选矿和加工企业应远离城市和人
口密集区．
2)对产生含铊烟尘的冶炼厂、发电厂的烟囱加
装过滤网以及铊回收装置，降低烟尘中铊的含量，阻
隔含铊烟尘直接排人大气，并对这些企业附近大气
中的铊含量进行监控．
3)在铊高背景值地区进行普查，对暴露在地表
的岩石单元释放铊的潜力进行评价，确定铊从岩石
迁移进入水、上壤、植物等环境介质的潜力．建筑工
程(如道路等)应避开含铊高的地区和地质体．同
时，减少直至停止严重铊污染区粮食和蔬菜等的
种植．
4)加强对接触含铊物质工作人员的劳动保护．
因慢性铊中毒不易被发现，对工作场所进行劳动保
护，对工作人员应及时定期进行体检．此外，还应减
少含铊化肥的生产量等．
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(上接第7页)
时，提高了合金的耐腐蚀性能，而加入较高含量Bi
时，却降低了合金的耐腐蚀性能；比较Al、A3、A4数
据可以看出，cu对铅钙锡合金腐蚀性能的影响比较
大，cu的加入，提高了合金的腐蚀速率，大大降低了
合金的耐腐蚀性能．
3 总结
1)添加Cu、Bi对铅钙锡合金可以起到晶粒细
化作用，但Bi含量增加时，晶粒尺寸变大．
2)析气实验结果表明，Bi的加入降低了铅钙锡
合金的析氧过电位，过多的Bi降低铅酸蓄电池的免
维护性能；而cu的加入对铅钙锡合金析氧过电位
影响不大．
3)阳极极化曲线的测定表明了在铅钙锡合金
中添加cu、Bi，增加了合金的极化电位．
4)腐蚀实验结果表明，Bi的添加量与阳极铅钙
锡合金腐蚀量间不是线性关系，而呈现具有最小值
的抛物线关系，即Bi含量在0．06％时，提高铅钙锡
合金的耐腐蚀性能，而随Bi含量的增加，合金的耐
腐蚀性能降低；而添加cu时，对合金的耐腐蚀性能
影响较大，随Cu含量的增加，铅钙锡合金的耐腐蚀
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