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锡和水

锡和水:反应机制、环境影响和健康影响

海水中平均含有1-10 ppt的,河水含6-40 ppt。拉库塔海藻通常含有12 ppb的锡,而肌肉含有高达160 ppb(干质量)。溶解在水中的锡一般以SnO(OH)的形式存在3.-,在海水和淡水中均可发现单、二、三甲基锡化合物。这部分分解为挥发性化合物。


锡与水发生反应的方式和形式是什么?

在正常情况下锡在水中是稳定的。当它与热水蒸气接触时,就会发生反应,形成锡氧化物

Sn + 2h2O -> SnO2+ 2小时2

有些锡化合物在水中水解。例如氯化锡(IV),加热时会形成锡氧化物。


锡及其化合物的溶解度

基本锡在正常条件下不溶于水(T = 20oC和压强= 1巴)。大多数锡化合物也不溶于水,例如氧化锡(IV)、氢氧化锡(II)、硫化锡(IV)和三丁基锡(TBT)。其他锡化合物如氯化锡是水溶性的。有机锡化合物的水溶性相对较差,但可能吸附在沉积物上。


为什么锡会出现在水中?

许多锡矿物是天然存在的,其中只有锡石在商业过程中发挥作用。它的主要成分氧化锡(IV)是水溶性的,因此防止风化。土壤和水中天然存在的锡量相对较少。人类活动释放的锡量是地质活动释放锡量的110倍。
锡被用作铁罐的保护层以防止腐蚀。这种性质主要应用于保鲜罐的生产,相对大量的锡可能通过风化从未上漆的罐头进入食物链。节约罐是部分回收的。锡存在于各种合金中,如焊锡、青铜和牙科用汞齐。然而,大多数锡是装在罐头里的。
像TBT这样的锡化合物作为聚合物添加剂应用在防污漆中,作为船体防腐剂。在薄层中,这些可以作为玻璃和陶瓷上的保护涂层。氯化锡(II)是还原剂,硫化锡(IV)用作油漆用锡青铜。氟化锡被添加到牙膏中。
有机锡化合物被用作杀菌剂、杀虫剂、杀螨剂和杀菌剂。此外,这些应用于PVC和PCB热稳定剂。
超导体磁体、发动机缸体和鼓式制动器都含有这种金属。TBT氧化物用于墙纸浸泡,作为木材防腐剂,并用于去除工业废水中的污泥。它是灭火器和电子工业废水的组成部分。当安全措施不充分时,锡和锡化合物可能最终出现在环境中。
放射性锡同位素应用于核物理学。


水中的锡对环境有什么影响?

锡可能是许多生物的饮食需求。这可能是由于它存在于胃,一种胃和肠道激素。
在正常的风干土壤中约有1- 20ppm的锡,植物中含有0.8- 7ppm(干质量)。植物很容易吸收锡,但不用施锡。它通常存在于植物的根中。土壤锡的极端浓度超过30 ppm。在一些被污染的土壤中,发现锡的浓度高达百万分之2000。大约1-4 ppm的氧化锡自然存在于大多数土壤中,但在一些土壤中这一浓度低于0.1 ppm。泥炭是一个例外,它可能含有高达300ppm的锡(IV)氧化物。
口服锡化合物可能有毒。目前还不清楚锡对毒性的影响到底有多大。无机锡化合物一般无毒。其他锡化合物的毒性差别很大。有机锡化合物对细菌和真菌有毒,而这些化合物对动物和人类无毒。这种化合物的容许土壤浓度为50ppm。三有机锡化合物与线粒体结合,并可能干扰氧化磷酸化。幸运的是,这些可能在土壤中被微生物分解。LD50大鼠三器官衍生物的值在4至50,000 mg/kg之间,具体取决于实际化合物。
技术性贸易壁垒可能导致重大后果环境问题.这种化合物毒性极强,但从1960年开始,它就被用于船体防护漆中。1980年,有人得出结论,TBT会导致水蜗牛的性别改变,这可能导致生殖失败。在水中浓度超过1ppb时就会发生这种情况,通常会影响多达90%的人口。这个物种濒临灭绝。当TBT存在时,海洋生物的死亡率会增加。在沿海地区和狩猎区发现了最极端的TBT浓度。
锡毒性的例子有:LD50= 700毫克/公斤的锡(II)氯化,LD50大鼠口服氯化锡(IV) = 2300 mg/kg。
锡有10种稳定同位素和19种不稳定同位素。113锡具有强放射性。


水中的锡对健康有什么影响?

人体含有大约0.2 ppm的锡。除了锡是一种胃激素的成分外,没有具体的证据表明饮食中需要锡。许多文献资料提到,缺锡可能导致脱发、厌食症和痤疮。
我们每天摄入的锡量约为0.3毫克,其中0.2毫克来自于食物,其余的通过防腐添加。在食品中,200- 300ppm的锡浓度是可以容忍的,过去曾出现过700ppm的浓度。有毒锡含量的后果是呕吐和腹泻。在被人体吸收的3%锡(II)和1%锡(IV)中,大部分被排出体外。少量会进入肝脏和骨骼。
金属锡通常对人体无毒,即使长时间摄入小浓度的锡也是如此。天然存在的锡化合物很少影响人体健康。一些锡化合物确实会对健康造成不利影响。这主要涉及有机锡化合物。例如,TBT氧化物会引起皮肤刺激、呼吸问题、呕吐、头痛和面部障碍。四乙基锡可被皮肤和粘膜迅速吸收,在动物试验中被发现是一种神经气体,因此可能对人体有毒。氢化锡(IV)是另一种有毒神经毒气。三甲基锡和三乙基锡对人体有轻度毒性,而三戊基锡一般无毒,因此被用作杀虫剂。
上述TBT可引起人体激素紊乱,最终导致不孕症。


哪些净水技术可以用于去除水中的锡?

像任何其他金属一样,锡可以用离子交换

文学另一个元素及其与水的相互作用

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