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氟化物
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化物(Fluoride)是一種含有氟的有機(jī)或無(wú)機(jī)化合物。氟幾乎能與所有的化學(xué)元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng),而且反應(yīng)非常劇烈,它的電負(fù)性極強(qiáng),對(duì)電子的親和力強(qiáng),很容易從其他元素獲得一個(gè)電子而成為-1價(jià)氧化數(shù)F,也可與另一個(gè)原子的未成對(duì)電子配對(duì)形成共價(jià)鍵,或與其他元素化合成絡(luò)陰離子。

氟在自然環(huán)境中的形態(tài)是多種多樣的,在空氣中氟主要以氟化氫四氟化硅的形式逸散在空氣中,在土水系統(tǒng)中的氟的形態(tài)一般可分為:水溶態(tài),可交換態(tài)、吸附態(tài)等。水溶態(tài)氟主要指以離子或配位化合物存在于土壤和水體溶液中的氟。除了自然形成的氟化物,還有許多人工合成的氟化物,如六氟化鈾六氟化硫、氟化鹵、含氟配位化合物、四氟銨鹽、氟化物玻璃、“氟利昂”類(lèi)型化合物、碳氟酸類(lèi)化合物及碳氟烯烴化合物等。

氟化物在現(xiàn)代科技中具有重要的應(yīng)用,氫氟酸是制取的最重要的氟化物,不僅用于氟代烴和鋁氟化物的生產(chǎn),還能用來(lái)溶解玻璃;含氟試劑在有機(jī)合成中占有很重要的地位,常用氟化物來(lái)脫去硅醚保護(hù)基;在生物化學(xué)中,氟化物常被用為酶抑制劑;含氟聚合物,如聚四氟乙烯,是化學(xué)惰性且對(duì)生物無(wú)害的材料,能應(yīng)用于外科植入物材料中;含氟化合物被用于預(yù)防齲齒、飲水加氟及其他口腔衛(wèi)生產(chǎn)品中;氟化物玻璃和光纖在遠(yuǎn)距離通信、醫(yī)學(xué)、國(guó)防上也發(fā)揮著重要作用。

相關(guān)歷史

歷史上,氟是最重要的木材防腐劑的元素之一。氟化物最早是1861年英國(guó)想把氟化鈣氟硅酸鹽(氟硅化物)沉積到木材中的一種方法中,提出作為木材防腐劑的,但是這些方法從未被商業(yè)上所采用。第一個(gè)實(shí)際使用氟化物的方法是1901年發(fā)明的,1903年獲得專(zhuān)利權(quán),它是把鋅溶解于氫氟酸中所得的產(chǎn)品。當(dāng)這種溶液進(jìn)入木材后,多余的氟化氫揮發(fā)掉,從而發(fā)生固定作用。1907年,法國(guó)研究出一種類(lèi)似的方法,即是先用氟化鈉氯化鋅的混合溶液處理,然后加熱,由于氟化鋅在木材中發(fā)生沉淀,因此達(dá)到固定的目的。同一年,Wolman(沃爾曼)因把氟化鈉和氟化鉀用作坑木防腐而獲得專(zhuān)利權(quán)。氟硅酸鈉(氟硅化物)于1904年首先提出作為木材防腐劑,盡管它的供應(yīng)充足,價(jià)格低廉,但由于其溶解度低,且有腐蝕性,結(jié)果使它不能廣泛地被采用。1926年,提出了用氟化鈉和氟硅酸鈉的混合物處理坑木,這種混合物的價(jià)格低于單獨(dú)使用氟化鈉時(shí)的價(jià)格,特別是氟硅酸鈉就地可得,因此更是合適。

氟化物防齲病已有100多年歷史,早在20世紀(jì)初就有含氟牙膏問(wèn)世。最早報(bào)告臨床試驗(yàn)成功的含氟牙膏是氟化亞錫牙膏。1956年美國(guó)開(kāi)始生產(chǎn)和使用氟化亞錫牙膏。由于氟化亞錫的不穩(wěn)定性、生物學(xué)活性保存時(shí)間短以及有染色等缺點(diǎn),逐漸由其他含氟牙膏所取代。1965年Torell(托雷爾)等人開(kāi)始進(jìn)行單氟磷酸鈉牙膏的臨床研究,觀察到明顯的防效果。單氟磷酸鈉含氟牙膏得到廣泛應(yīng)用。20世紀(jì)80年代以來(lái)研制出與氟化鈉完全相容的磨擦劑,其牙膏的防齲效果與其他含氟牙膏相類(lèi)似,是一種離子型氟化物牙膏,遇水即刻釋放出氟離子。氟化鈉牙膏性能比較穩(wěn)定,pH接近中性,不使牙染色。

命名原則

有機(jī)氟化物命名

通常把氟化合物分子中碳-氫鍵上的氫原子全部被氟原子所取代的化合物,稱(chēng)為“全氟化合物”,用“全氟”(perfluoro-)作詞頭,加在相應(yīng)的化合物名稱(chēng)之前。被取代的化合物的原來(lái)名稱(chēng)則用括弧括起來(lái),不會(huì)誤解的名稱(chēng)亦可不加括弧。例如:全氟正戊烷或十二氟戊。

如果化合物分子中的氫原子不是全部被氟原子取代,而分子中仍含有氫原子或其他鹵素原子時(shí),則這些氫原子或鹵素原子可作為詞頭,并連同位次編號(hào)一起加在氟化合物名稱(chēng)之前來(lái)命名。氫原子可用“H”或“氫(基)”作詞頭來(lái)表示。例如:1,1-二氟乙烷,1,6-二氫全氟庚烷。

如果化合物分子中不但是所有的C-H鍵上的氫原子全被氟原子所取代,而且官能團(tuán)中的氫原子也全被氟原子所置換它們的命名可參考舉例,如全氟丁醛全氟丙酮等。

四價(jià)共價(jià)硫和六價(jià)共價(jià)硫的氟化衍生物的命名比較困難,以C6H5SF5的兩種命名為例,以供參考,可稱(chēng)為苯基硫五氟化物,五氟化苯基硫或五氟硫十二烷基苯

含氟和氯的烷烴在商業(yè)和技術(shù)文獻(xiàn)上稱(chēng)為氟利昂。每個(gè)化合物用它所含有的碳、氟、氯或溴的原子數(shù)目來(lái)表示和區(qū)別。把排列組成的數(shù)字用一短橫連接在氟里昂縮寫(xiě)的字母F之后來(lái)稱(chēng)呼,如F-12。

無(wú)機(jī)氟化物命名

只含兩種元素的化合物,把兩種元素的名稱(chēng)中加化學(xué)介字“化”字綴合而成的。 在名稱(chēng)中,電負(fù)性較強(qiáng)的元素名稱(chēng)放在前面,電負(fù)性較弱的元素名稱(chēng)放在后面, 如氟化鈹;非極性二元化合物命名時(shí)需標(biāo)明化學(xué)組成,如二氟化氧極性二元化合物中,電正性元素雖通常僅有一種或兩種化合價(jià),但所形成的二元化合物其組成不符合常見(jiàn)的化合價(jià)時(shí)或其電化價(jià)尚不清楚時(shí)也采用表明化學(xué)組成的命名方法。三元、四元等化合物,在盡可能的情況下,采用二元化合物的命名法。

理化性質(zhì)

氟(F)是一種非金屬元素,由于它易于與金屬元素形成可溶性的化合物進(jìn)行遷移,因此又稱(chēng)為礦化劑元素。幾乎能與所有的化學(xué)元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng),而且反應(yīng)非常劇烈,它甚至能與稀有氣體中的和發(fā)生反應(yīng),生成氪和氙的化合物。它的電負(fù)性極強(qiáng),對(duì)電子的親和力強(qiáng),很容易從其他元素獲得一個(gè)電子而成為-1價(jià)氧化數(shù)F,也可與另一個(gè)原子的未成對(duì)電子配對(duì)形成共價(jià)鍵,或與其他元素化合成絡(luò)陰離子,因此,環(huán)境中的氟僅以負(fù)一價(jià)離子狀態(tài)存在。

許多氟化物具有揮發(fā)性,一些氟化物沸點(diǎn)低,在常溫或較低的溫度下即氣化而大量揮發(fā),如四氟化硅(SiF4)和氟化氫(HF),它們是大氣氟環(huán)境污染的主要物質(zhì),許多排氟工廠排出的主要是這兩種氟化物。這些氟化物在環(huán)境中易發(fā)生遷移轉(zhuǎn)化。

大多數(shù)的氟化物具有一定的水溶解性。很多氟化物易溶于水,在20℃時(shí),氟磷灰石溶解度為200~500mg/L,冰晶石為348mg/L。即使是溶解度很低的螢石也達(dá)40mg/L,故其遷移性較強(qiáng)。

在酸性條件下,氟與許多元素有形成配位化合物的趨勢(shì),許多重要的元素,如鋁、硅、鐵、鎂、硼、泥、鍍、鋰等都易于與氟形成絡(luò)合物,且通常這些絡(luò)合物較穩(wěn)定。

應(yīng)用領(lǐng)域

預(yù)防齲齒

適量的氟可預(yù)防齲病,攝入氟過(guò)多或過(guò)少都會(huì)給人體健康帶來(lái)不利的影響,特別是在牙萌出之前和礦化期間。氟化物預(yù)防齲齒的原理機(jī)制是:

1.降低釉質(zhì)的溶解度:氟能降低釉質(zhì)的溶解度主要原因是氟離子能置換釉質(zhì)中輕基磷灰石的基形成氟磷灰石。氟磷灰石是一種較理想穩(wěn)定的晶體,在酸中的溶解度比磷灰石低。臨床資料和所有的流行病學(xué)調(diào)查都顯示高氟地區(qū)牙釉質(zhì)的溶解度較低。

2.促進(jìn)釉質(zhì)再礦化:體外研究表明,氟化物能增強(qiáng)再礦化過(guò)程。在磷酸鈣溶液中加入0.05mmol/L的氟化物可以使釉質(zhì)的再礦化速度增加4~5倍。在礦化液中加入微量氟化物,較單獨(dú)用礦化液更能迅速和有效地增強(qiáng)釉質(zhì)的硬度。

用氟化物處理齲損形成的白斑時(shí),氟化物可滲入到牙釉質(zhì)表層,大面積的海綿樣多孔部位優(yōu)先獲得氟化物,促使缺損處釉質(zhì)再礦化,溶解性降低,從而抵抗酸的再侵襲,齲病停止發(fā)展。

合成潤(rùn)滑劑

氟是元素周期表中最活潑的非金屬元素,能與大部分其它元素反應(yīng)生成非常穩(wěn)定的化合物,所以制成的含氟潤(rùn)滑劑具有優(yōu)異的化學(xué)惰性、極高的抗氧化性、抗強(qiáng)腐蝕性 、潤(rùn)滑性能好及分解溫度高等優(yōu)點(diǎn),是其它潤(rùn)滑劑所不能比擬的,因此氟化物在合成潤(rùn)滑劑中的應(yīng)用越來(lái)越被推廣。

激光技術(shù)

如果沒(méi)有氟化學(xué) (也包括元素氟工藝 )的發(fā)展就不可能有化學(xué)激光、光離解激光和受激二聚物激光方面的制造成就。前兩類(lèi)激光 已成為世界上所生產(chǎn)的氣態(tài)激光中生產(chǎn)規(guī)模最大的品種。化學(xué)激光類(lèi)的研制成功促進(jìn)了元素氟與烴類(lèi)反應(yīng)機(jī)理的研究和對(duì)最基本反應(yīng)常數(shù)的測(cè)定。

有機(jī)合成

選擇氟化試劑獨(dú)特的反應(yīng)活性使人們對(duì)復(fù)雜反應(yīng)和對(duì)新的試驗(yàn)方法及探討及其機(jī)制的需求加深了認(rèn)識(shí)。它在有機(jī)合成中起主要作用,具有氧化劑特性及路易斯酸調(diào)節(jié)多功能化特性,使得它除了進(jìn)行親電氟化以外還是有機(jī)化合物的官能化試劑或催化劑。氟化鈉四丁基氟化銨(TBAF)和氟化銫等在有機(jī)合成中用來(lái)脫去硅醚保護(hù)基。

醫(yī)藥領(lǐng)域

F4因其化學(xué)性且是對(duì)生物無(wú)害的材料,廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué),如冠狀動(dòng)脈旁路移植以及作為整容和重建外科中軟組織的替代品,氟硅酸及其鹽氟硅酸鈉可用于口腔病防治,氟-18標(biāo)記的含氟藥物氟脫氧葡萄糖用于正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù),而很多氟化物可用于醫(yī)療藥物,如安定藥(如氟非那嗪)、HIV蛋白酶抑制藥(如替拉那韋)、抗生素(如氧氟沙星和曲氟沙星)以及麻醉藥(如氟烷)。

酶抑制劑

氟是好幾種酶的抑制劑,例如烯醇化酶、琥珀酸脫氫酶酸性磷酸酯酶都受F-的抑制。F-所以起抑制作用,可能是形成了一種單氟磷酸配位化合物。另外,F(xiàn)-也能與Ca2+、Mg2+等結(jié)合成難溶性的化合物,或與其它離子形成絡(luò)合物,從而影響某些酶的活性。

氟化物玻璃與光纖

氟化物光導(dǎo)纖維在遠(yuǎn)距離通信中發(fā)揮了重要作用,尤其在海底通信中,氟化物光導(dǎo)纖維由于其損耗極小,可在幾千米范圍內(nèi)免除一切中繼站,這具有重大的科學(xué)和經(jīng)濟(jì)意義。

氟化物玻璃除用于遠(yuǎn)距離通信外,在醫(yī)學(xué)、國(guó)防等領(lǐng)域也發(fā)揮著巨大的作用。例如用它制成的測(cè)溫計(jì),不但能精確地測(cè)量高溫,還能出色地測(cè)量低溫,這就使得目前常用的石英測(cè)溫計(jì)大為遜色。用氟化物玻璃制成的呼吸氣體分析儀,可用來(lái)對(duì)處于麻醉狀態(tài)下的患者所呼出的氣體濃度即時(shí)進(jìn)行分析,以盡可能減小手術(shù)中的危險(xiǎn)率。

氟化物電池

加州理工學(xué)院Victoria Davis(維多利亞·戴維斯)和同事發(fā)表了一種可在室溫中運(yùn)作的氟化物-離子電化學(xué)電池的方法,令具有化學(xué)穩(wěn)定性的液態(tài)導(dǎo)電氟化物電解質(zhì)成為可能。由于氟的原子量很小,基于氟元素的可充電電池可提供非常高的能量密度,但它們受到其所需溫度要求的限制。Davis(戴維斯)等人用溶解于某種氟化醚有機(jī)溶劑的干性四烷基氟化銨鹽研發(fā)了這種電解質(zhì),其具有高離子導(dǎo)電性及寬廣的電壓運(yùn)作范圍。

殺蟲(chóng)劑和防腐劑

氟化鈉是一種殺蟲(chóng)劑,用來(lái)驅(qū)殺蜚蠊目和螞蟻,它常跟除蟲(chóng)菊硼砂氧化鋁硫酸鋁等粉末混和在一起使用。氟化鈉也是除草劑和木材防腐劑。氟的有機(jī)化合物氟乙酰胺具有強(qiáng)烈的內(nèi)吸殺蟲(chóng)作用。主要用于防治果樹(shù)害蟲(chóng),對(duì)草原鼠害有特效,但有破壞生態(tài)平衡的弊端。

存在形式

氟在自然環(huán)境中的形態(tài)也是多種多樣的,在空氣中氟主要以氟化氫(HF)、四氟化硅(SiF4)的形式逸散在空氣中,在土水系統(tǒng)中的氟的形態(tài)一般可分為:水溶態(tài),可交換態(tài)、吸附態(tài)等。水溶態(tài)氟主要指以離子或配位化合物存在于土壤和水體溶液中的氟,包括、、、、等。土水系統(tǒng)的pH值對(duì)氟的形態(tài)和氟的溶解都有較大的影響。

除了自然形成的氟化物,還有許多人工合成的氟化物,如六氟化鈾六氟化硫、氟化鹵、含氟配合物、四氟(NF)鹽、氟化物玻璃、“氟利昂”(Freon)類(lèi)型化合物、碳氟酸類(lèi)化合物及碳氟烯烴化合物等。

食物來(lái)源及相關(guān)法規(guī)

食物來(lái)源

氟是牙齒和骨骼的構(gòu)成元素之一。適量的氟能被牙釉質(zhì)的羥基磷灰石晶粒表面所吸附,形成一種抗酸較強(qiáng)的氟磷灰石保護(hù)層,提高牙質(zhì)硬度,并增強(qiáng)牙齒抗酸能力。氟還可以抑制口腔中乳酸桿菌生長(zhǎng),使口腔中酸類(lèi)食物殘?jiān)y以分解氧化成為酸性物質(zhì),起到預(yù)防齲病的作用。

氟化物在自然界中廣泛分布,巖石風(fēng)化地區(qū)的土壤、地下水和生長(zhǎng)的動(dòng)物與植物,都是人體氟的直接或間接來(lái)源。某些種類(lèi)的巖石含有氟化物是環(huán)境中氟化物的主要來(lái)源,其氟化物不時(shí)地浸出而進(jìn)入土壤繼而進(jìn)入地下水中,水中的氟以鈉鹽或是以鉀鹽的形式存在,可向人類(lèi)的攝人氟中提供少量至極大量的可溶性氟。氟的食物來(lái)源按等級(jí)分類(lèi)如下:

豐富來(lái)源:海味和茶葉;

良好來(lái)源:沙丁魚(yú)、蝦、大麻哈魚(yú)等魚(yú)類(lèi);

一般來(lái)源:大豆、雞蛋、牛肉、菠菜等;

微量來(lái)源:豬肉和全小麥等。

相關(guān)法規(guī)

中國(guó)現(xiàn)行《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定水體中氟化物濃度限值為1.0mg/L(農(nóng)村飲水放寬為1.2 mg/L)。

另外,同一地區(qū)的不同種類(lèi)的食品,不同地區(qū)的同類(lèi)食品的含氟量都存在著一定的差異,故從食品中攝取的氟量是不一致的。下表列出了不同國(guó)家不同年齡人群食品氟的攝入量規(guī)定。

分布

氟是自然界固有的物質(zhì),在構(gòu)成地殼的各種元素中居第17位,占地殼總量的0.06%~0.09%,地殼的含氟量是600~900mg/L,氟在自然界中的分布十分廣泛。

巖石和土壤:由于氟的化學(xué)性質(zhì)極其活潑,自然界中的含氟化合物種類(lèi)很多,被鑒定含氟的礦物質(zhì)就有50種以上,多數(shù)為硅酸鹽,最常見(jiàn)的有:磷灰石,蛋石、冰晶石等。地殼中各種巖石均含有一定量的氟,其平均氟含量為650mg/kg(0.065%)。土壤氟隨深度而增加。中國(guó)土壤的含氟量上限為6000mg/kg,一般為50~500mg/kg,水溶性含氟量為0.1~1.0mg/kg。土壤中水溶性的氟是活性氟的最大部分,是引起人類(lèi)氟骨癥的直接原因。

生物:各種植物體內(nèi)普遍含有一定量的氟,植物中的氟多數(shù)來(lái)源于土壤。樹(shù)葉中正常氟含量一般為干重2~20mg/kg,該含量隨植物的種類(lèi)、樹(shù)葉的年齡、土壤的含氟量、化肥的使用情況及其他因素不同而發(fā)生變化。植物中含氟量最高的是茶樹(shù),據(jù)報(bào)道有的茶樹(shù)含氟量每千克高達(dá)幾百毫克。在不同品種的成品茶中,以磚茶的含量最高。

水:由于地殼中普遍存在氟化物,因此水中都會(huì)有不同濃度的氟化物。中國(guó)各地區(qū)自然水源含氟量差異亦較大,大多數(shù)大城市自來(lái)水含氟量都較低。

大氣:在自然狀態(tài)的大氣中,含氟量是很低的,人體從空氣中攝入的氟常可忽略。但是,在空氣氟污染嚴(yán)重的地區(qū)卻能使人體中毒。

吸收和代謝

吸收

一般情況下,氟隨飲料、食物或以某種氟片劑被攝取。氟化物在機(jī)體內(nèi)的吸收受到諸多因素的影響。氟化物的溶解度物理化學(xué)特性可決定其吸收率的高低。可溶性氟化物如氟化鈉,幾乎100%被吸收;不溶性的氟化物如氟化鈣吸收率只有37%~54%。食物中無(wú)機(jī)氟及鈣、鋁含量高時(shí),氟的吸收就減少。胃的pH影響氟吸收的速率,結(jié)論是胃的pH值與氟吸收率呈負(fù)相關(guān)。大多數(shù)局部應(yīng)用的含氟制劑吞后,氟幾乎全部被吸收,如含氟牙膏、酸性磷酸氟凝膠、含氟涂料等。

分布

血液、乳汁和軟組織血漿是氟分布至機(jī)體各部位及排除體外必須流經(jīng)的中心部位,大多數(shù)軟組織細(xì)胞內(nèi)液體中的含氟量與血漿氟濃度之間存在著穩(wěn)定狀態(tài)。幾種特殊的體液,如齦溝液、導(dǎo)管唾液、膽汁與尿及血漿氟也有穩(wěn)定的關(guān)系。沒(méi)有證據(jù)表明氟與任何軟組織結(jié)合。氟化物可通過(guò)胎盤(pán),胎兒血氟水平約為母體血氟水平的75%,說(shuō)明胎盤(pán)只有部分屏障作用。

骨和牙:氟是鈣化組織的親和劑,機(jī)體內(nèi)約99%的氟沉積在鈣化組織中。氟以氟磷灰石羥基氟磷灰石的形式與骨晶體相結(jié)合。骨氟含量隨攝氟量和年齡增加而增加。但實(shí)際沉淀率與年齡呈負(fù)相關(guān)。牙的氟蓄積與骨基本相似,也是隨著年齡和供水氟濃度的增加而增加。氟在牙形成、礦化時(shí)期以及礦化后進(jìn)入牙組織,牙骨質(zhì)含氟量最高,其次是牙本質(zhì),牙釉質(zhì)較低。釉質(zhì)氟主要聚集在表層,釉質(zhì)表層較深層高5~10倍。

排泄

經(jīng)腎臟排泄:腎臟是排泄體內(nèi)氟的主要途徑,一般成人攝氟量的40%~60%由尿排出。尿氟排泄速度在攝入氟的最初4小時(shí)最快,3~4小時(shí)排出20%~30%,24小時(shí)可排出攝入氟的一半以上。

其他排泄通道:機(jī)體還可以通過(guò)其他途徑排出部分氟,由糞便排出12.6%~19.5%,由汗腺排出的氟占7%~10%,還有微量的氟從乳汁、淚腺、頭發(fā)、指甲排出。

毒性

有機(jī)氟化物毒性

中毒表現(xiàn)

急性中毒:主要作用在呼吸系統(tǒng),引起急性上呼吸道感染黏膜刺激癥狀,嚴(yán)重者可致肺壞死病變或肺纖維化;作用于循環(huán)系統(tǒng),促使室性心動(dòng)過(guò)速或心室顛動(dòng)、甚至心搏驟停某些氟烴(F22)還能刺激迷走神經(jīng),抑制心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)和心血管運(yùn)動(dòng)中樞,引起房室傳導(dǎo)阻滯和t波改變;作用于中樞神經(jīng)系統(tǒng),表現(xiàn)為表現(xiàn)為頭暈、頭痛、乏力、嗜睡等,還可出現(xiàn)思維及運(yùn)動(dòng)障礙,甚至昏迷。還可以引起肝腎損害,表現(xiàn)為尿頻、尿急、尿痛膀胱刺激癥狀。

治療

凡有確切的有機(jī)氟氣體意外吸入史者,不論有無(wú)自覺(jué)癥狀,必須立即離開(kāi)現(xiàn)場(chǎng),絕對(duì)臥床休息,進(jìn)行必要的醫(yī)學(xué)檢查和預(yù)防性治療,并觀察72小時(shí)。早期給氧,氧濃度一般控制在50%~60%以?xún)?nèi),慎用純氧及高壓氧。成人型呼吸窘迫綜合征時(shí)可應(yīng)用較低壓力的呼氣末正壓呼吸。盡早、足量、短程應(yīng)用糖皮質(zhì)激素。維持呼吸道暢通,咳大量泡沫痰者應(yīng)盡快用去泡沫劑聚二甲基硅氧烷

預(yù)防

生產(chǎn)設(shè)備經(jīng)常維修,防止有害氣體跑、冒、滴、漏。殘液裂解液嚴(yán)禁隨意排放。清理前,做好準(zhǔn)備工作,最大限度的減少工人接觸機(jī)會(huì)。安裝排風(fēng)設(shè)備,保持車(chē)間良好通風(fēng),將逸散的毒物及時(shí)排出,以降低車(chē)間內(nèi)毒物濃度。改革工藝流程,控制溫度(低于450℃),盡可能減少有劇毒的八氟異丁烯、氟氧氯化碳等氣體的產(chǎn)生。注意個(gè)人防護(hù),保持良好的個(gè)人衛(wèi)生習(xí)慣,減少毒物接觸機(jī)會(huì),嚴(yán)禁在工作場(chǎng)所吸煙。定期對(duì)作業(yè)場(chǎng)所空氣中毒物濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè),將作業(yè)場(chǎng)所空氣中有機(jī)氟的濃度控制在職業(yè)接觸限值以?xún)?nèi)。接觸工人定期健康檢查,有明顯的呼吸系統(tǒng)疾患,心血管疾病、肝腎疾患,地方性氟病以及明顯的骨關(guān)節(jié)疾病均不適宜從事有機(jī)氟作業(yè)。

無(wú)機(jī)氟化物毒性

引起食物中毒的無(wú)機(jī)氟化合物主要是氟化鈉氟硅酸鈉。氟化鈉和氟硅酸鈉的大鼠經(jīng)口半數(shù)致死量分別為180mg/kg和125mg/kg,在機(jī)體內(nèi),氟硅酸鈉水解成氟化鈉,引起中毒。無(wú)機(jī)氟化物的毒性作用主要有四個(gè)方面:一是抑制酶的活性,如骨磷酸化酶膽堿、烯醇化酶、脫氫輔酶等,使三羧酸循環(huán)糖原酵解發(fā)生障礙,細(xì)胞和組織的能量供應(yīng)不足,組織中的乙酰膽堿含量增加;二是氟與血液、組織中的鈣、鎂離子結(jié)合,形成溶解度很小的氟化鈣氟化鎂,使血鈣、血鎂濃度下降,影響凝血機(jī)制及某些酶類(lèi)的活性;三是對(duì)胃腸黏膜有腐蝕作用可導(dǎo)致胃腸出血;四是氟化鈉為細(xì)胞漿毒,損傷肝、腎、心臟及呼吸中樞。

中毒表現(xiàn)

中毒者最初出現(xiàn)的癥狀是黏膜刺激、腐蝕表現(xiàn),如流涎,口腔、咽部、胃部燒灼感與疼痛;隨后惡心、嘔吐,吐出物中混有血絲或鮮血,頭昏、頭痛、周身乏力,手足麻木并抽搐,腹瀉為水樣或血性便。中毒重者,四肢間歇性肌肉痙攣,類(lèi)似癲病樣發(fā)作;呼吸功能障礙,呈缺氧狀態(tài),口唇、臉等部位發(fā);心、肝、腎等臟器損害,可有血壓下降、期前收縮、心室纖顫、肝大、黃疸、蛋白尿等異常體征。還可能出現(xiàn)發(fā)熱、眼結(jié)膜充血。重癥病人若未得到及時(shí)和相應(yīng)措施的救治,即因循環(huán)衰竭等原因而致死亡。

治療

減少毒物吸收和保護(hù)胃黏膜的措施:誤食氟化鈉氟硅酸鈉后,應(yīng)盡早催吐。洗胃可用一定濃度的氯化鈣溶液,也可采用乳酸鈣或葡萄糖酸鈣溶液。口服或經(jīng)洗胃管灌注一定濃度硫酸鎂溶液導(dǎo)瀉。催吐或洗胃后應(yīng)給予牛奶或豆?jié){、氫氧化鋁凝膠,以保護(hù)胃黏膜免受毒物的刺激和腐蝕。

解毒治療:在氟化物中毒時(shí),可給予鈣劑治療,它有兩個(gè)方面的作用:一是鈣能與氟結(jié)合,形成溶解度很低的氟化鈣,在很大程度上降低氟化物對(duì)機(jī)體的損害;二是補(bǔ)充體內(nèi)鈣的不足,減輕缺鈣所致的臨床表現(xiàn)。鈣劑種類(lèi)有葡萄糖酸鈣、氯化鈣、乳酸鈣等。給藥的途徑可采用口服或靜脈注射,應(yīng)根據(jù)病人病情選擇。也可以給予維生素B1,可促進(jìn)脫羥酶輔基的形成和丙酮酸的氧化,有利于相關(guān)酶活性的恢復(fù)。治療性維生素B1的給藥方法,根據(jù)病情需要,可口服或肌內(nèi)注射。

環(huán)境污染

氟是自然界中固有的物質(zhì),也是地球表面分布最廣的元素之一。水、土壤、大氣、動(dòng)物、植物和人體內(nèi)都含有氟。工業(yè)上常用螢石冰晶石氟磷灰石等作為原料。生產(chǎn)中常見(jiàn)的氟化物有氟化氫氟化鈉四氟化硅三氟化硼氟硅酸鈉等。鋁廠、磷肥廠等在生產(chǎn)過(guò)程中,能排出大量含氟化物的煙塵和廢水污染大氣、土壤、牧草、農(nóng)作物和水源,可引起人畜中毒和損害農(nóng)作物。

污染來(lái)源

環(huán)境中氟化物污染主要來(lái)自煉鋁、磷肥、鋼鐵、陶瓷等生產(chǎn)過(guò)程中排出的含氟廢水、廢氣和廢渣。例如鋁廠用含氟很高的冰晶石作熔劑電解時(shí),在電解槽排出的煙氣中含有大量的氟化物;用螢石助熔劑平爐排放的煙氣,用含氟礦石燒煉時(shí)排放的煙氣,都含有氟化物;用氟磷灰石制造磷肥時(shí),大量排出含氟化氫四氟化硅氟化鈣混合的煙氣。陶瓷的釉質(zhì)中可含氟1.74%(干重),陶瓷廠的大氣氟污染也很?chē)?yán)重。此外,耗煤工業(yè)如熱電廠,因通常煤含有氟化物,燃煤時(shí)排氣中含氟可達(dá)0.2~0.3mg/m。在居室內(nèi)燃燒含氟量高的煤,可發(fā)生室內(nèi)氟污染。

防治措施

預(yù)防氟化物危害,在高氟地區(qū),應(yīng)選用低氟飲水源,或用聚合氯化鋁硫酸鋁鉀等加入飲水中除氟后,再供飲用。

在建筑和管理排氟企業(yè)時(shí),應(yīng)遵照環(huán)境保護(hù)方針進(jìn)行規(guī)劃。排放含氟廢氣,可用水或堿液處理后回收利用。含氟廢水,可用鋁鹽作混凝沉淀除氟。中國(guó)現(xiàn)行《工業(yè)“三廢”排放試行標(biāo)準(zhǔn)》中,規(guī)定廢氣排氣筒高30m、50m和120m的容許氟排放量分別為1.8kg/h、4.1kg/h和24kg/h。廢水中氟最高容許排放濃度為10mg/L(按F計(jì))。

參考資料 >

氟化物.術(shù)語(yǔ)在線.2023-12-16

無(wú)機(jī)化合物命名.中國(guó)化學(xué)會(huì).2023-12-20

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