독성 중금속

Toxic heavy metal
수소 헬륨
리튬 베릴륨 붕소 카본 질소 산소 불소 네온
나트륨 마그네슘 알루미늄 실리콘 유황 염소 아르곤
칼륨 칼슘 스칸듐 티타늄 바나듐 크롬 망간 코발트 니켈 구리 아연 갈륨 게르마늄 비소 셀레늄 브롬 크립톤
루비듐 스트론튬 이트륨 지르코늄 니오브 몰리브덴 테크네튬 루테늄 로듐 팔라듐 실버 카드뮴 인듐 주석 안티몬 텔루루 요오드 제논
세슘 바륨 란타넘 세륨 프라세오디뮴 네오디뮴 프로메튬 사마리움 유로피움 가돌리늄 터비움 디스프로슘 홀뮴 엘비움 툴륨 이터비움 루테튬 하프늄 탄탈룸 텅스텐 레늄 오스뮴 이리듐 플래티넘 골드 수은(원소) 탈륨 이끌다 비스무트 폴로늄 아스타틴 라돈
프랑슘 라듐 악티늄 토륨 프로탁티늄 우라늄 넵투늄 플루토늄 아메리슘 퀴륨 베르켈륨 칼리포늄 아인스타이늄 페르미움 멘델레비움 노벨륨 로렌슘 러더포디움 두브늄 시보르기움 보리움 하시움 마이트네리움 다름슈타디움 뢴트제늄 코페르니슘 니혼리움 플레로비움 모스코비움 리버모리움 테네신 오가네손
독성 중금속의 예
독성 중금속에 오염된 25피트(7.6m) 높이의 석탄 플라이 애쉬 벽. 2008년 [1]12월 540만 입방 야드의 석탄 플라이 애쉬 슬러리를 테네시주 에모리 강 및 인근 육지와 수역에 방출한 결과입니다.테스트 결과 슬러리와 강물 [2]샘플에서 비소, 구리, 바륨, 카드뮴, 크롬, 납, 수은, 니켈, 탈륨의 수치가 상당히 높은 것으로 나타났습니다.정화 비용은 12억 [3]달러를 초과할 수 있습니다.

유독성 중금속은 특히 환경적 [4][5]맥락에서 잠재적 독성으로 알려진 비교적 밀도가 높은 금속 또는 금속이다.이 용어는 특히 카드뮴, 수은 [6]납에 적용되며, 모두 세계보건기구가 발표한 10가지 주요 관심 화학물질 목록에 포함되어 있습니다.다른 예로는 망간, 크롬, 코발트, 니켈, 구리, 아연, 은, 안티몬, 탈륨 [7]등이 있다.

중금속은 지구상에서 자연적으로 발견된다.그것들은 인간 유발 활동의 결과로 농축되어 흡입, 식이요법 및 수동 취급을 통해 식물 및 동물(사람 포함) 조직에 들어갈 수 있다.그런 다음, 그것들은 중요한 세포 구성요소의 기능에 결합하고 방해할 수 있습니다.비소, 수은, 납의 독성 효과는 고대인들에게 알려져 있었지만, 일부 중금속의 독성에 대한 체계적인 연구는 1868년부터 시작된 것으로 보인다.사람에게서 중금속 중독은 일반적으로 킬레이트제를 투여함으로써 치료된다.독성 중금속으로 간주되지 않는 일부 원소는 소량 인간의 건강에 필수적이다.

오염원

테트라에틸 납은 최근 사용되는 [8]가장 중요한 중금속 오염 물질 중 하나입니다.

중금속은 지구상에서 자연적으로 발견되며, 인간의 활동이나 어떤 경우에는 농업을 [9]위해 배수될 때 방출되는 이탄 토양에 축적되는 것과 같은 지구 화학적 과정의 결과로 농축된다.흔한 원천은 있고 산업 광산 폐기물, 배기 가스, 엔진 오일, 연료 선박과 무거운 기기에서 사용하는, 시공 작품; 앞당겨, 살충제, 페인트,, 염료나 안료, 혁신, 시공하는 폐재. 산업 폐기물의 불법 축적은 개방된 최고가 쓰레기 통, 용접,과 납 땜 납 땜, glassworking,[10]콘크리트. wor개의 삼진, 도로 공사 중, 재활용된 재료로 사용하고 DIY금속 사업;joss의 종이 타는, 쓰레기의 시골 지역에 있는 개방형 연소, 오염된 환기 시스템 음식 환경이나 포장으로 인해에 오염된, 군비, 연축 전지, 전자 폐기물 재활용 마당, 치료 숲, 노화 물 공급 인프라,[11]과 microplastics. floa전 세계의 [12]바다에 있는 것 같아요.어린이 완구에는 비소, 카드뮴 및 납이 규제 기준을 초과하는 수준으로 함유되어 있을 수 있습니다.납은 완구에 안정제, 색조강화제 또는 부식 방지제로 사용될 수 있습니다.카드뮴은 때때로 안정제로 쓰이거나 장난감 보석의 질량과 광택을 증가시키기 위해 사용된다.비소는 착색 [13]염료와 함께 사용되는 것으로 생각된다.불법 증류 알코올의 정기적인 섭취자는 증류 장치를 납땜하는 데 사용되는 비소 오염 납인 비소 또는 납 중독에 노출될 수 있다.곡물과 매쉬 스토어에서 사용되는 쥐 은 비소의 [14]또 다른 공급원일 수 있다.

납은 가장 일반적인 중금속 오염 [15]물질입니다.테트라에틸 납(CHCH
3

2
)
4
Pb
의 성분으로 1930~1970년대 [16]휘발유에 광범위하게 사용되었습니다.
산업화 사회의 수생 환경의 납 수준은 산업화 이전 [17]수준의 2~3배인 것으로 추정되었다.북미에서는 1996년까지 납 휘발유의 사용이 대부분 중단되었지만, 이 시기 이전에 건설된 도로 옆의 토양은 높은 납 농도를 유지하고 있습니다.리드(리드로부터)II) 총기에 사용되는 아지드 또는스티프네이트)는 총기 훈련장에 점차 축적되어 지역 환경을 오염시키고 사거리 근로자가 납 [18]중독의 위험에 노출된다.

진입 경로

중금속은 공기 흡입, 다이어트 및 수동 취급을 통해 식물, 동물 및 인체 조직에 침투합니다.자동차 배기가스는 비소, 카드뮴, 코발트, 니켈, 납, 안티몬, 바나듐, 아연, 백금, 팔라듐, 로듐 [19]등의 공기 중 오염물질의 주요 공급원이다.지하수, 호수, 하천 및 하천은 산업 및 소비자 폐기물에서 침출되는 중금속에 의해 오염될 수 있다. 산성비[20]토양에 갇힌 중금속을 방출함으로써 이러한 과정을 악화시킬 수 있다.토양을 통한 수송은 우선 흐름로(매크로포어)와 용해된 유기화합물의 [21]존재에 의해 촉진될 수 있다.식물은 물의 흡수를 통해 중금속에 노출된다; 동물들은 이러한 식물을 먹는다; 식물과 동물성 식품을 섭취하는 것은 인간의 [22]가장 큰 중금속 공급원이다.예를 들어 흙이나 장난감과 [23]보석을 포함한 금속과의 접촉에서 피부 접촉을 통한 흡수는 중금속 [24]오염의 또 다른 잠재적 원천이다.독성 중금속은 [25]신진대사가 어려워 생물에 축적될 수 있다.

유해한 영향

중금속은 "구조 단백질, 효소, 핵산과 같은 중요한 세포 구성요소에 결합하고 그들의 기능을 방해할 수 있다."[26]증상과 효과는 금속 또는 금속 화합물 및 관련된 용량에 따라 달라질 수 있습니다.일반적으로 독성 중금속에 장기간 노출되면 발암성, 중추신경계 및 말초신경계, 순환작용이 있을 수 있다.인간의 경우,[28] "고전적"[27] 독성 중금속, 크롬(또 다른 독성 중금속) 또는 비소(금속)에 대한 노출과 관련된 전형적인 징후가 표에 나와 있다.

요소 급성 노출
보통 하루 또는 그 이하
만성 노출
종종 몇 달 또는 몇 년
카드뮴 폐렴(폐염) 폐암
골연화증(뼈의 연화)
단백뇨(뇨중 단백질 과다, 신장 손상 가능성)
수성. 설사.
열.
구토
구내염(잇몸과 입의 염증)
메스꺼움
네프로제 증후군(비특이성 신장 장애)
신경쇠약증(신경장애)
파라주시아(금속 맛)
핑크병(손발 통증 및 핑크색 변색)
떨림
이끌다 뇌증(뇌기능장애)
메스꺼움
구토
빈혈
뇌증
풋드롭/스트레스드롭(팔시)
신증(신장병)
크롬 위장출혈(출혈)
용혈(적혈구 파괴)
급성 신부전
폐섬유화증(폐흉터)
폐암
비소 메스꺼움
구토
설사.
뇌증
다기관 효과
부정맥
고통성 신경병증
당뇨병
저색소/고각화증

역사

비소, 수은, 납의 독성 영향은 고대인들에게 알려져 있었지만, 중금속 전체의 독성에 대한 체계적인 연구는 1868년부터 시작된 것으로 보인다.그 해에 Wanklyn과 Chapman은 먹는 물에 함유된 중금속인 "아세닉, 납, 구리, 아연, 철, 망간"의 부작용에 대해 추측했다.그들은 "조사 부재"에 주목했고 "데이터 수집을 호소할 필요성"[29]으로 축소되었다.1884년 블레이크는 독성과 [30]원소의 원자량 사이의 명백한 연관성을 설명했다.다음 섹션에서는 "고전적인" 독성 중금속(아르세닉, 수은 및 납)과 더 최근의 예(크롬과 카드뮴)에 대한 역사적 섬네일을 제공합니다.

Orpiment는 태닝 산업에서 가죽에서 털을 제거하는 데 사용되는 독성 비소 광물입니다.

비소

비소는, 리얼가(AsS
4

4
)와 오르피멘트(AsS
2

3
)로서 고대에는 알려져 있었다.
그리스의 지리학자이자 [31]역사학자인 Strabo (64-50 BCE – c. 24?)는 광석에서 나오는 연기의 독성 영향으로 불가피하게 죽을 것이기 때문에 오직 노예들만 진짜 광산과 오르피멘트 광산에 고용되었다고 썼다.비소에 오염된 맥주는 1900년 영국 맨체스터 지역에서 6,000명 이상의 사람들을 독살했으며 적어도 70명의 [32]희생자를 낸 것으로 생각된다.1953년부터 1956년까지 이탈리아 주재 미국 대사였던 클레어 루스비소 중독에 시달렸다.이것의 근원은 그녀의 침실 천장에 비소가 함유된 페인트를 떨어트린 것으로 밝혀졌다.대사관 식당에서 [33]천장 페인트가 벗겨진 비소에 오염된 음식을 먹었을 수도 있다.2014년 현재 비소에 오염된 지하수는 "아시아에서 수백만 명의 사람들을 중독시키고 있다".[34]

수성.

러시아 상트페테르부르크에 있는 아이작 대성당돔을 도금하기 위해 사용된 금-수은 아말감은 관련된 노동자들 사이에서 수많은 사상자를 낳았다.

통일 중국의 초대 황제인 진시황은 그에게 영원한 [35]생명을 주기 위해 의도된 수은 알약을 복용하다가 사망했다고 보도되었다.18세기와 19세기에 [36]펠트 모자를 만들 때 수은을 기반으로 한 화합물이 사용되었기 때문에 "모자로서의 광기"라는 말은 밀리너들 사이의 수은 중독에 대한 언급으로 보인다.역사적으로, 금 아말감은 금도금에 널리 사용되었고, 이로 인해 노동자들 사이에 많은 사상자가 발생했다.아이작 대성당 건설 기간에만 60명의 인부들이 주 [37]돔의 도금 작업으로 사망한 것으로 추정된다.메틸 수은 중독은 1950년대에 산업적으로 수은이 하천과 연안으로 방출되면서 일본 여러 곳에서 발생했다.가장 유명한 사례는 미나마타니가타였다.미나마타에서만 600명 이상이 미나마타병으로 인해 사망했습니다.21,000명 이상의 사람들이 일본 정부에 클레임을 제기했고, 이 중 거의 3,000명이 이 병에 걸린 것으로 판명되었다.22건의 기록된 사례에서 오염된 생선을 섭취한 임산부는 경미하거나 증상이 나타나지 않았지만 심각한 발달 장애를 가진 [38]유아를 출산했다.산업 혁명 이후, 수은 수치는 특히 아이슬란드와 남극 [39]주변의 많은 근해 해역에서 세 배로 증가했습니다.

1912년 더치보이 흰색 납 페인트 광고.

이끌다

의 부작용은 고대인들에게 알려져 있었다.기원전 2세기에 그리스의 식물학자 니칸데르는 납에 중독된 [40]사람들에게서 나타나는 진통증과 마비를 묘사했다.기원후 [41]1세기에 살았던 것으로 생각되는 그리스의 의사 디오스코리데스는 납이 "마음을 굴복하게 한다"고 썼다.납은 기원전 500년부터 [42]기원후 300년까지 로마의 수도교에서 광범위하게 사용되었다.줄리어스 시저의 기술자인 비트루비우스는 "물은 납 파이프보다 토기 파이프에서 나오는 것이 훨씬 더 건강에 좋다"고 보고했다.에 의해 하얀 납이 생성되어 인체에 [43]해롭다고 하기 때문에 납에 의해 유해한 것으로 보입니다.중국 몽골 시대(1271~1368년)에는 윈난 지역의 은 제련에 의한 납 오염이 현대 광산 활동의 오염 수준을 거의 4배 [44][n 1]초과했다.17세기와 18세기에, 데본 사람들은 데본 콜릭이라고 불리는 질환으로 고통받았습니다; 이것은 오염된 사이다의 흡수 때문인 것으로 밝혀졌습니다.2013년 세계보건기구(WHO)는 납 중독으로 인해 매년 [46]14만3천명이 사망하고 "지적장애 아동의 새로운 사례 60만명에 기여"하고 있다고 추정했다.미국 미시간주 플린트에서는 2014년부터 식수의 납 오염이 이슈가 되고 있다.오염의 원인은 "도시 주민들에게 물을 분배하는 납과 쇠파이프의 부식"[47]에 있다.2015년 호주 태즈메이니아 북동부의 음용수 납 농도는 규정된 국가 음용수 지침의 50배가 넘는 수준에 도달했다.오염의 원인은 "납 이음매 파이프라인, 수명이 다한 폴리염화비닐 파이프 및 가정용 [48]배관을 포함한 황폐한 식수 인프라의 조합"에 기인했다.

크롬

발암물질크롬산칼륨을 직물 염색에 사용하고, 가죽제조하기 위한 태닝제로 사용한다.

크롬(III) 화합물과 크롬 금속은 건강에 유해하다고 간주되지 않지만 크롬(VI)의 독성과 발암 특성은 적어도 19세기 [49]후반부터 알려져 왔다.1890년에 Newman은 크롬산염 염료 [50]회사의 근로자들의 높아진 발암 위험을 설명했습니다.크롬산염으로 인한 피부염은 [51]제2차 세계대전 동안 항공기 근로자들에게 보고되었다.1963년 영국의 자동차 공장 근로자 60명 사이에서 홍반에서 삼출성 습진에 이르는 피부염이 발생했다.작업자들은 차체에 [52]도포된 크롬산염 기반 프라이머 페인트를 습식 샌딩하고 있었습니다.호주에서는 2011년 8월 8일 뉴캐슬 오리카 폭발물 공장에서 크롬이 방출되었다.스톡턴 인근 70여 가구와 마찬가지로 공장 근로자 20여 명이 피폭됐다.이 마을은 석방된 지 3일 후에야 통보를 받았고, 이 사고는 오리카가 유출의 정도와 가능한 위험을 과소평가하고 있다고 비난받았고, 주 정부는 사건에 [53]대한 늑장 대응에 대해 공격했다.

99.999% 순도의 카드뮴 바 및 1cm3 큐브.

카드뮴

카드뮴 노출은 20세기 초반과 그 이후의 현상이다.1910년 일본에서는 미쓰이광업소가 채굴작업의 부산물로 카드뮴을 금주강에 방류하기 시작했다.주변 주민들은 카드뮴에 오염된 관개수로 재배된 쌀을 소비했다.그들은 뼈의 연화와 신부전을 경험했다.이러한 증상의 기원은 명확하지 않았다.그 당시 제기된 가능성에는 "지역적 또는 세균적 질병 또는 납 중독"[54]이 포함되어 있었다.1955년에는 카드뮴이 유력한 원인으로 확인되었고 1961년에는 이 지역의 [55]광업과 직접 관련이 있었다.2010년 2월에는 월마트 전용 마일리 사이러스 보석에서 카드뮴이 검출됐다.월마트는 AP통신에 의해 조직된 비밀 테스트에서 원래 [56]결과가 확인될 때까지 이 보석을 계속 팔았다.2010년 6월 맥도날드 레스토랑이 판매한 영화 슈렉 포에버 애프터 홍보용 술잔에 사용된 도료에서 카드뮴이 검출돼 1200만 [57]잔이 회수됐다.

복구

금속 EDTA 음이온.Pb는 Na[CaEDTA]
2 Ca를 치환하여 [58]소변으로 체외로 배출되는 Na[PbEDTA]
2 생성한다.

사람에게서 중금속 중독은 일반적으로 킬레이트제[59]투여함으로써 치료된다.이들은 중금속을 화학적으로 비활성화된 형태로 변환시켜 신체와 더 이상 상호작용하지 않고 배설하는 CaNaEDTA
2
(칼슘 이나트륨 에틸렌디아민테트라아세트산)와 같은 화학 화합물이다.
킬레이트는 부작용이 없는 것은 아니며 또한 몸에서 유익한 금속을 제거할 수 있다.비타민과 미네랄 보충제는 때때로 이러한 [60]이유로 함께 투여된다.

중금속에 오염된 토양은 격리, 고정화, 독성 감소, 물리적 분리 또는 추출 기술 중 하나 이상을 통해 교정할 수 있다.격리에는 오염된 토양을 격리하기 위해 뚜껑, 막 또는 지하 장벽을 사용하는 것이 포함된다.고정화는 토양 특성을 변화시켜 중오염물질의 이동성을 저해하는 것을 목적으로 한다.독성 감소는 화학적 또는 생물학적 수단을 통해 독성 중금속 이온을 산화시키거나 덜 독성 또는 덜 이동성 형태로 감소시킵니다.물리적 분리에는 오염된 토양의 제거와 기계적 방법에 의한 금속 오염물질의 분리가 포함됩니다.추출은 화학 물질, 고온 휘발 또는 전기 분해를 사용하여 토양에서 오염 물질을 추출하는 온사이트 또는 오프사이트 프로세스입니다.사용되는 프로세스는 오염물질과 현장의 [61]특성에 따라 달라집니다.

혜택들

독성 중금속으로 간주되지 않는 일부 원소는 소량 인간의 건강에 필수적이다.이러한 원소에는 바나듐, 망간, 철, 코발트, 구리, 아연, 셀레늄,[62] 스트론튬 및 몰리브덴이 포함됩니다.이러한 필수 금속이 부족하면 중금속 [63]중독에 걸리기 쉬워질 수 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

설명 메모

  1. ^ 중국 경작지의 6분의 1이 중금속 [45]오염의 영향을 받을 수 있다.

인용문

  1. ^ 2008년 Dewan
  2. ^ 2009년 디완
  3. ^ 푸비 2001
  4. ^ Zhang, Hongling; Walker, Tony R.; Davis, Emily; Ma, Guofeng (September 2019). "Ecological risk assessment of metals in small craft harbour sediments in Nova Scotia, Canada". Marine Pollution Bulletin. 146: 466–475. doi:10.1016/j.marpolbul.2019.06.068. PMID 31426182. S2CID 201095843.
  5. ^ Srivastava & Goyal 2010, 2페이지
  6. ^ Brathwaite & Rabone 1985, 363페이지
  7. ^ "10 chemicals of public health concern". www.who.int. Retrieved 2021-10-09.
  8. ^ 라이트 2002, 페이지 288
  9. ^ Qureshi, Shabnam; Richards, Brian K.; McBride, Murray B.; Baveye, Philippe; Steenhuis, Tammo S. (2003). "Temperature and Microbial Activity Effects on Trace Element Leaching from Metalliferous Peats". Journal of Environmental Quality. 32 (6): 2067–75. doi:10.2134/jeq2003.2067. PMID 14674528.
  10. ^ https://hazwastehelp.org/ArtHazards/glassworking.aspx 예술의 위험
  11. ^ Harvey, Handley & Taylor 2015
  12. ^ Howell et al. 2012; Cole et al. 2011, 페이지 2589252590
  13. ^ Finch, Hillyer & Leopold 2015, 849–850페이지
  14. ^ Aggrawal 2014, 페이지 680
  15. ^ Di Maio 2001, 527페이지
  16. ^ 러브이 1998, 페이지 15
  17. ^ Perry & Vanderklein 1996, 336페이지
  18. ^ 홀튼 2014, 페이지 50
  19. ^ 발라수브라만어, He & Wang 2009, 476 페이지
  20. ^ Worsztynowicz & Mill 1995, 361페이지
  21. ^ Camobreco, Vincent J.; Richards, Brian K.; Steenhuis, Tammo S.; Peverly, John H.; McBride, Murray B. (November 1996). "Movement of heavy metals through undisturbed and homogenized soil columns". Soil Science. 161 (11): 740–750. Bibcode:1996SoilS.161..740C. doi:10.1097/00010694-199611000-00003.
  22. ^ Radojevic & Bashkin 1999, 페이지 406
  23. ^ Guney, Mert; Zagury, Gerald J. (4 January 2014). "Bioaccessibility of As, Cd, Cu, Ni, Pb, and Sb in Toys and Low-Cost Jewelry". Environmental Science & Technology. 48 (2): 1238–1246. Bibcode:2014EnST...48.1238G. doi:10.1021/es4036122. PMID 24345102.open access
  24. ^ 2014년 4월 외, 페이지 144호
  25. ^ Pezzarossa, Gorini & Petruzelli 2011, 94 페이지
  26. ^ Lanids, Sofield & Yu 2000, 페이지 269
  27. ^ Neilen & Marvin 2008, 페이지 10
  28. ^ Afal & Wiener 2014
  29. ^ 완클린 & 채프먼 1868, 73-8페이지; 카메론 1871, 484페이지
  30. ^ 블레이크 1884
  31. ^ 듀크 2000, 페이지 1-3, 46, 53
  32. ^ 2009년 다이어
  33. ^ Whorton 2011, 페이지 356
  34. ^ Notman 2014
  35. ^ Zhao, Zhu 및 Sui 2006
  36. ^ 발트론 1983
  37. ^ Emsely 2011, 페이지 326
  38. ^ Davidson, Myers & Weiss 2004, 페이지 1025
  39. ^ 뉴사이언티스트 2014년 8월 4페이지
  40. ^ 피어스 2007, 니들맨 2004
  41. ^ 로저스 2000, 페이지 41
  42. ^ 길버트 & 와이스 2006
  43. ^ 프리오레스키 1998, 279페이지
  44. ^ Hillman et al. 2015, 3353–3354페이지
  45. ^ Hillman et al. 2015, 3349페이지
  46. ^ 2013년 세계보건기구
  47. ^ 토리스 2016
  48. ^ Harvey, Handley & Taylor 2015
  49. ^ 바르셀루 & 바르셀루 1999
  50. ^ 뉴먼 1890
  51. ^ 헤인즈 & 니에보어 1988, 504페이지
  52. ^ 국가연구위원회 1974년, 페이지 68
  53. ^ Toby 2011, Jones 2011, O'Brien & Aston
  54. ^ Valero & Letcher 2013, 240페이지
  55. ^ 발레로 & 레처 2013, 239~241페이지
  56. ^ 프리처드 2010
  57. ^ Mulvihill & Pritchard 2010
  58. ^ Csuros 1997, 페이지 124
  59. ^ Blann & Ahmed 2014, 465페이지
  60. ^ 미국암학회 2008; 국립자본독극물센터 2010
  61. ^ 에반코&좀박 1997, 페이지 1, 14-40
  62. ^ Bahnfalvi 2011, 12페이지
  63. ^ 차우두리 1987

일반 참고 자료