金石博览｜《金属元素大探秘》——人体内的金属元素

在看奥运吗，运动员为什么总喝这种水？

当郑钦文为中国网球首夺奥运单打金牌、当潘展乐在100米自由泳打破世界纪录、当女子冲浪和小轮车比赛创造新的历史……人们不禁感叹，运动员们的身体仿佛用钢铁浇铸，他们的脊骨里被刻进了勇敢，他们用自己的实力向世界证明中国新生代运动健将的崛起。

在为奥运健儿喝彩助威的同时，可能很多人也发现了一点，那就是在比赛休息期间，运动员都会喝一种带颜色的饮料：

为什么运动员需要大量补充这样的饮品呢？

 

 

其实，这和人体内的金属元素息息相关。这种带颜色的饮料就是电解质水，它通常含有丰富的微量元素（‌如钠、‌钾、‌镁等）‌和适量的糖分，‌能够在运动过程中迅速补充能量和电解质，‌帮助运动员维持体液平衡和能量供应。

除了上面提及的元素外，我们人体以及生活中还有很多神秘的元素值得去探索，就让我们翻开《金属元素大探秘》，一起去探寻其中的奥秘吧！

全书分为三个篇章，共涉及69种金属元素，系统地介绍了各金属(含半金属)元素的性质、来源、化合物及合金的应用、对人体健康的影响、元素有关小贴士等内容，旨在普及金属元素和半金属元素与人体的关系及其在生活中的应用与意义。

常量金属元素钠、镁、钾、钙从生活的各个方面都能找到它们的踪迹。比如，钠作为盐的主要成分，是我们必须每天都要摄入的；而钙，自孩提时代各种各样的补钙广告就充斥着我们的生活……对于这些金属元素，相信我们每个人都不陌生。而微量金属元素，它们在人体内含量不及体重的万分之一，这些微量金属元素在体内含量虽然微乎其微，但却能起到重要的生理作用，如人体必需的微量金属元素锌、铜、钼、铬、钴、铁等，都肩负着维护人体生理健康的大任。

一提到钙，你会想到什么？洁白的牙齿，坚硬的骨头，还是海边的贝壳？钙元素与我们的生活息息相关，而且在工业、建筑、医学中也应用广泛。离开了钙，我们身体的许多生理功能都会受到影响，无法正常维持。

钙是一种银白色的金属，质地很软，有金属光泽。钙的化学性质活泼，是地壳中含量最丰富的第五种元素，主要的含钙矿物有石灰石、白云石、石膏、萤石、磷灰石、石棉等。古代建筑中常见的大理石的主要成分就是钙，钙的化合物也被广泛应用到现代建筑中。在工业领域中，钙可用作脱氧剂；电子管制作中，钙用作吸气剂；钙还是有机溶剂的脱水剂。

人体内的钙99%作为构成骨骼和牙齿的主要成分存在，1%参与调节机体的生理功能。对生长发育期的儿童和妊娠期的妇女及老年人来说，钙尤为重要。胎儿或儿童体内缺钙会引起生长发育迟缓、骨质和牙齿质量差、骨骼和牙齿畸形等问题；成年人缺钙易导致失眠和骨质增生；老年人缺钙则易患骨质疏松症。

“吃什么补什么，喝骨头汤补钙”，但事实并非如此。骨头中的钙能溶解在汤里的量很低，10千克排骨熬成猪骨汤中的钙量还不足150毫克。曾经有人检测过，一碗骨头汤大约含有2毫克钙。按成人每日需要800毫克钙计算，估计需要400碗骨头汤才可以满足人体钙的需要。补钙应多喝牛奶，吃绿色蔬菜、豆腐和鱼虾等食品。

我们的身体中有这样一种有趣的元素：它对于儿童的生长发育以及人体正常新陈代谢有着十分重要的作用；但当它换一种形态进入我们身体中时，却变成了一种有剧毒的物质。这种元素就是铬。

铬具有很高的耐腐蚀性，在空气中，即便是在赤热的状态下，氧化也很慢。不溶于水，镀在金属上可起保护作用。由于铬具有质硬而脆、耐腐蚀等优良特性，因此被广泛应用于汽车、冶金、化工、铸铁、耐火及高精端科技等领域，而日常生活中用到的“不锈钢”，就是这种铬铁合金。

自然界中铬主要是以三价(Cr³⁺)和六价(Cr⁶⁺)的形式存在。三价铬参与人和动物体内的糖与脂肪的代谢，是人体必需的微量元素；六价铬则是明确的有害元素，能引起人体血液中某些蛋白质沉淀，引起贫血、肾炎、神经炎等疾病。而不锈钢中含有铬元素，真的会对身体有害吗？

其实，不锈钢在正常使用时，通常不会对人体造成伤害，但若存放不当，或加热，则可能对人体产生危害。若厨房中的调味料，如醋、酱油、盐等，在不锈钢容器中长期存放，可能与不锈钢发生反应，使其中的重金属溶出，长期食用含有重金属的调味料，则可能出现呕吐、恶心、腹泻等症状。因此对于此类调味品的存放，建议使用玻璃制品。当用不锈钢制的锅煎中药、炒菜的加热过程中，也有可能使有毒的金属出现，使有毒物质附于菜肴中，对人体产生一定危害，如可能会出现胸闷、短暂的呼吸困难等；市场上的不锈钢制品良莠不齐，有许多劣质的产品混迹其中，为了减少不锈钢对人体的危害，可以选购食品级不锈钢餐具。

“锰”是金属中比较有名的一种，“电热水壶析出锰对人体有害”这则消息一度让锰上了热搜排行榜。锰真的那么可怕吗？

锰是银灰色的金属，与铁很像，但比铁要软一些。锰及其化合物的用途非常广泛，几乎涉及人类生产生活的方方面面。全球每年生产的锰中，约90%用于钢铁工业，10%用于有色金属、化工、电子、电池、农业等部门。

锰是人体必需的微量元素。锰参与许多酶的合成与激活，参与人体糖、脂肪代谢，加快蛋白质、维生素C、维生素B合成，催化造血机能，调节内分泌，提高免疫功能；锰也是维持骨结构和生殖中枢系统正常的必需元素。

一则关于电水壶的消息曾在网络中疯传，消息的大致内容是：一种由高锰钢材料制成的不锈钢电水壶，在加热过程中会使“锰”析出，长期使用会对身体造成伤害甚至导致人变傻。其实，高锰钢中所含的锰元素，本来是一种高度不溶解元素，存在于容器材料中的锰如果不与酸性溶液接触，就不会“从锅里跑到饭菜里”；再者，由于人体消化系统对于锰的吸收概率只有1%，绝大部分通过饮食进入到胃肠的锰会排出体外。因此，“长期使用高锰钢水壶会让人变傻”这不过是一句谎言而已!

硅是极为常见的一种元素，如我们日常生活中随处可见的沙子，主要成分就是二氧化硅；生活中常见的玻璃也离不开硅酸盐；每天都会用到的手机里，含硅元件正在帮我们传递一个个信号；晶莹剔透的水晶也是二氧化硅的晶体，纯净时形成无色透明的晶体，当含微量元素铝、铁等时则呈粉色、紫色、黄色、茶色等。

硅在自然界分布很广，地壳中约含27.6%，是地壳中仅次于氧的第二丰富元素，属于类金属元素。硅是生物体组织特别是软骨组织、结缔组织正常生长发育的必需微量元素之一。硅的生物功能主要表现在与铝的拮抗作用，降低了铝的生物利用效果，减少了铝的生物毒性作用。在哺乳动物和高等有机体中，硅是骨骼与组织的“砖石”，是正常生长和骨骼钙化不可缺少的。

传言化妆品中的“硅”会堵塞毛孔，引发粉刺和痘痘，同时阻碍肌肤的吸收功能。另外，含有“硅”成分的洗发护发产品会影响头皮健康，引起头皮氧化角栓以及脱发等问题。但事实是硅类成分颗粒很大，根本不会堵塞毛孔，而且它也没有很强的附着性，性质非常稳定，不会影响肌肤健康。粉底、粉饼、妆前乳等不少产品中之所以都会添加硅，是因为功效性保养品(比如美白、抗氧化)的有效成分往往都很容易失去活性，也就是所谓的失效，具有稳定性的硅，能帮助保持这些有效成分的活性；硅还有一定的皮脂吸附作用，能够间接控制油脂分泌，让肌肤较长时间保持清爽的状态；另外很多保养品很滋润，在使用时能明显感觉快速地被吸收，而且使用之后丝毫没有油腻感，正是因为加入了挥发性的硅油。含硅的产品一般使用感非常顺滑，能增加护肤品的延展性。洗发产品中添加硅是因为：洗发会使头发的毛鳞片打开，更容易被摩擦而变粗糙，而硅具有柔润作用，能够让毛鳞片闭合，令头发柔亮顺滑。所以二合一洗发水以及护发素当中都含有硅。

镍是人体必需的生命元素，也是最常见的致敏性金属，约有20%的人对镍离子过敏，在与人体接触时，镍离子可以通过毛孔和皮脂腺渗透到皮肤里面去。

世界镍资源储量十分丰富，镍在地球中含量仅次于氧、硅、铁、镁，居第五位。镍绝对算得上金属中的一员猛将，常被用于制造不锈钢、合金结构钢等，也被用于电镀、高镍基合金、电池、飞机、雷达和民用机械等领域。

镍是人体必需的微量元素，在人体内含量极微，正常情况下，成人体内含镍约10毫克，血液中正常浓度为0.11微克/毫升。在激素作用和生物大分子的结构稳定性上及新陈代谢过程中都有镍的参与，人体对镍的日需要量为0.3毫克。

衣物上的金属铆钉、按钮、紧固物、拉链、金属牌及标示物等与人体有直接和长时间接触的物品中镍的存在可能引起人的皮肤过敏，并可能导致过敏反应。针对此情况，欧盟对镍释放限量标准要求越来越严格。镍过敏症不再是无关紧要的话题，生活中，除了衣物中经常接触到镍外，耳环、手表、硬币、儿童玩具和厨房用品中也经常会有接触。然而，有一种新的镍的释放源头，其影响往往为人所忽视，那就是：智能手机。丹麦的一项研究对50台手机进行了测试，发现其中18%的手机9台会释放镍。后续数据又进一步更新，发现25%的手机会释放镍。即使我们热捧的部分机型也不例外，同样会释放出足以导致过敏的镍。我们可以给手机戴上壳子，在皮肤和屏幕间形成屏障，阻隔镍的释放；或者用耳机代替直接对着电话通话，尽量减少手机机身跟脸部和耳朵的接触，减少镍过敏的发生概率。

还想知道更多关于生活中金属元素的秘密吗？敬请期待下期《金属元素大探秘》——金属元素的“好”与“坏”