【科普】元素的奇妙之旅—你身边的“无声杀手”铅

近日，由于空气中的有毒铅颗粒含量过高，巴黎圣母院前的广场将暂时关闭。巴黎圣母院于两年前遭遇大火，屋顶的300吨铅板熔化，有毒铅物质扩散到空气中，造成了安全隐患。今天，我们来一起认识下你身边的“无声杀手”——铅元素。

铅的发现与命名

古罗马马克西姆下水道

（图片来源于网络）

铅是人类最早知道的金属之一。它的历史可以追溯到公元前6400年新石器时代已知人类最古老的定居点之一Çatalhöyük（加泰土丘）。铅在整个古代是常用的金属之一，古巴比伦的“空中花园”中，铅是保存水分的材料，整个罗马帝国使用的水管也是铅质的。铅的符号Pb源自其拉丁文名称“plumbum”（铅）。直到十六世纪，铅和锡才被清楚地区分，当时铅被称为“plumbum nigrum”（黑铅），锡被称为“plumbum candidum”（白铅）。铅的拉丁语根名在其它语言中也一直存在，例如法语中的“plomb”和英语中的“plumber”和“plumbing”。“lead”这个名字与荷兰语“lood”同根同源，荷兰人仍然用“loodgieter”这个词来称呼水管工。

铅的简述

方铅矿

（图片来源于网络）

铅的化学符号是Pb，原子序数为82，是原子量最大的非放射性元素。铅具有耐腐蚀性、熔点低、韧性好、导电性能低等优良性能。纯铅为青白色且具有明亮的光泽，但它非常容易被空气中的氧气氧化成暗灰色的氧化铅，渐渐变得暗淡无光。氧化铅形成一层致密薄膜，防止内部铅进一步被氧化。也正因为这样，再加上铅的化学性质比较稳定，因此铅不易被腐蚀。自然界中的铅很少以单质形式而存在，地壳中最丰富的铅矿石是方铅矿（PbS）。

铅的应用

化工厂里，铅可用于制造管道和反应罐。著名的制造硫酸的铅室法，便是因为在铅制反应器中进行化学反应而得名的。铅还可以用于制造轴承合金、焊料合金、磨具合金等机械制造中。铅板、铅管可用于船舶制造以抵挡海水侵蚀。自古铅就被人用做书写工具，现如今铅也用于文化用品、电光源、和日用五金等行业。铅能够很好地阻挡X射线和放射性射线，因此，可用于医疗行业的防护，阻挡射线侵害。

铅与健康 

铅是一种对人体危害极大的有毒重金属，因此铅及其化合物进入机体后将对神经、造血、消化、肾脏、心血管和内分泌等多个系统造成危害，若含量过高则会引起铅中毒。发生铅中毒时，一个人可能会感到腹痛、便秘、疲劳、头疼、烦躁 、食欲不振、记忆丧失等，这些症状可能会缓慢发生，因此铅中毒很容易被忽视。暴露于高水平的铅可能导致贫血以及肾脏和脑部损害。过高的铅暴露量可能导致死亡。铅会损害发育中婴儿的神经系统，甚至影响婴儿的行为和智力。铅对儿童的影响要大于成年人。儿童往往表现出比成人更低的严重铅中毒迹象。长期接触铅的人患高血压、心脏病、肾脏疾病的风险大大增加。

铅与科学研究

铅可作为铅酸电池的基础材料，铅酸电池是最为广泛的蓄电池之一，铅炭电池被称为新一代铅酸电池，是当前铅酸电池领域的研究热点。铅炭电池是将非对称超级电容器与铅酸电池采用内并联方式两者合一的混合物，是一种既具有电容特性又具有电池特性的双功能储能电池。科学家制备了诸多与铅相关的催化剂，如金属铅催化尿素与甲醇可合成碳酸二甲酯，铅/氧化铝催化剂可用于催化醛氨缩合生成吡啶的反应，醇铅催化可用于合成苯氨基甲酸甲酯，醋酸铅催化剂可用于正丁基氨基甲酸甲酯的合成。