지구상에서 가장 풍부한 금속 - 알루미늄
많은 사람들은 철(Fe)이 지각에서 가장 풍부한 금속이라고 생각하는 경우가 많습니다. 실제로, 지각에서 가장 풍부한 금속은 알루미늄이고, 철이 그 뒤를 따릅니다. 알루미늄은 지각 전체 중량의 7.45%를 차지하며, 이는 철의 거의 두 배입니다! 일반 토양 등 지구 곳곳에는 알루미늄 화합물이 존재하며 여기에는 산화알루미늄(Al2O3)이 많이 포함되어 있습니다. 가장 중요한 알루미늄 광석은 알루마이트와 보크사이트입니다. 우리나라는 알루미늄 광석이 매우 풍부합니다.
철보다 알루미늄 매장량이 더 많지만, 사람들은 철보다 훨씬 늦게 알루미늄을 제련했습니다. 이는 알루미늄의 화학적 성질이 철보다 활성이 크고 쉽게 환원되지 않아 광석에서 알루미늄을 제련하기가 더 어렵기 때문입니다. 이처럼 알루미늄은 늘 '젊은 금속'으로 불려왔다. 세계 화학사 기록에 따르면 금속 알루미늄은 1825년 영국의 화학자 데이비드(David)에 의해 제조되었습니다.
요즘은 알루미늄이 매우 흔해졌습니다. 우리가 흔히 사용하는 동전은 알루미늄으로 만들어졌습니다. 주방에는 알루미늄 냄비, 알루미늄 도시락, 알루미늄 수저, 알루미늄 대야, 알루미늄 수저, 알루미늄 웍... 그러나 100여 년 전만 해도 알루미늄은 금보다 비싼 희귀 귀금속으로 여겨졌으며 '희귀금속' 중 하나로 꼽히기도 했습니다.
사실 이는 놀라운 일이 아니다. 알루미늄의 가치는 비싸기 때문에 전적으로 알루미늄 제련 산업의 수준에 달려 있습니다. 100여년 전에 사람들은 알루미늄을 생산하기 위해 금속 나트륨을 사용했습니다. 나트륨은 비싸고, 물론 알루미늄은 훨씬 더 비쌉니다. 19세기 말에야 알루미늄 대량 생산을 위한 새로운 방법이 발명되었습니다. 즉, 빙정석과 알루미나(산화알루미늄)의 용융 혼합물에 전류를 흘려 전기분해하는 것입니다. 이때부터 알루미늄은 대규모 산업과 생활 곳곳으로 들어오기 시작했습니다.
알루미늄은 은백색 경금속(비중 2.7)입니다. 사람들은 종종 알루미늄을 "강철 본질"이라고 부릅니다. 순수 알루미늄은 매우 부드러워서 매우 얇은 호일로 압축할 수 있습니다. 사탕이나 담배를 포장하는 데 사용되는 대부분의 "은색 종이"는 실제로 알루미늄 호일입니다. 순수 알루미늄은 전기 전도성이 좋고 가볍기 때문에 구리를 대체하여 전선을 만드는 경우가 많습니다. 특히 장거리 전기를 전송할 때 구리 전선 대신 알루미늄 전선을 사용하는 경우가 많아 전신주 및 기타 장비의 수를 줄일 수 있습니다. . 프롤레타리아 문화대혁명이래 우리나라에서는 《구리대체알루미늄》기술을 힘있게 발전시켜왔으며 《알루미늄구리대체》기술핵심인 알루미늄용접기술을 극복하고 다양한 마력의 알루미늄선전동기를 생산하여 막대한 비용을 절감하였다. 구리의 양. 순수 알루미늄은 화학, 반도체, 전자 연구, 광학 기기 생산에도 널리 사용됩니다. 순수 알루미늄은 빛을 매우 잘 반사하므로 탐조등의 갓은 순수 알루미늄으로 제작되는 경우가 많습니다.
그러나 순수 알루미늄은 너무 무르기 때문에 보통 사람들은 단단한 알루미늄 합금인 '두랄루민'을 만들기 위해 항상 소량의 구리, 마그네슘, Mg, 망간, Mn 등을 첨가합니다. 알루미늄 및 알루미늄 합금은 아름답고 가벼우며 녹에 강해 널리 사용됩니다. 예를 들어, 일부 사람들은 몇 년 전에 비행기에 약 500,000개의 알루미늄 리벳이 있다고 계산했습니다! 동체, 날개, 꼬리, 프로펠러 및 엔진도 알루미늄 및 알루미늄 합금과 분리될 수 없습니다. 통계에 따르면 알루미늄 및 알루미늄 합금은 항공기 전체 중량의 약 70%를 차지합니다. 열차 외피를 모두 알루미늄으로 제작하면 무게가 크게 줄어들고 기관차 견인 효율도 향상될 수 있습니다. 알루미늄 선박은 속도가 빠르고 해수에 부식되지 않을 뿐만 아니라, 비자성이어서 자성 지뢰에 의해 탐지될 수 없다는 점은 군에서 매우 중요합니다. 최근 몇 년 동안 알루미늄 합금은 위성과 로켓 제조에 중요한 재료가 되었습니다. 또한, 운송분야에서는 고속기관차, 교량, 석유트럭용 오일탱크, 건설산업에서는 선박 및 자동차의 특정 부품 등을 제조하는 데에도 사용되며, 알루미늄은 프레임, 알루미늄 빔, 중공 알루미늄 사이딩 및 다양한 알루미늄 부품.
알루미늄은 은백색인데, 알루미늄 제품은 사용시간이 짧은 경우 표면이 하얗게 변하는 경우가 많습니다. 알루미늄 녹이 발생하는 현상입니다. 알루미늄의 표면은 공기 중의 산소와 결합하여 얇은 산화막인 산화알루미늄을 형성합니다. 이 산화알루미늄 층은 매우 조밀하며, 알루미늄 표면에 단단히 부착되어 내부의 알루미늄이 계속 산화되는 것을 방지합니다. 이 알루미나 층은 물에 잠기거나 화재를 두려워하지 않으며 녹는점이 2050°C에 달합니다. 알루미늄 제품이 녹슬지 않고 내구성이 있다는 것은 당연합니다. 이 알루미나 층은 질산 부식을 두려워하지도 않으므로 알루미늄 캔은 질산 공장에서 농축된 질산을 담는 데 자주 사용됩니다. 그러나 이 산화막은 알칼리를 두려워하며 염산이나 황산과 마찬가지로 알칼리에도 용해될 수 있습니다. 따라서 알루미늄 제품은 알칼리성 물질을 포함하는 데 사용할 수 없으며, 더러워졌을 때 식물재를 사용하여 닦지 마십시오. 식물재는 알칼리성 물질이므로 알루미늄 제품을 닦을 때 사용하면 수명이 단축됩니다. 또한 산성 야채와 기타 재료를 알루미늄 냄비에 밤새 방치하지 마십시오.
산화알루미늄막이 이렇게 하얗지만, 자연의 단단하고 아름다운 보석인 커런덤도 역시 산화알루미늄이에요! 결정질의 무수산화알루미늄입니다. 커런덤의 경도는 다이아몬드 다음으로 높으며, 금속 제품용 연삭 휠을 만드는 데 자주 사용됩니다. 시계의 베어링은 이 내마모성 커런덤에 장착됩니다. 나는 종종 사람들이 시계에 있는 "다이아몬드의 수"에 대해 이야기하는 것을 듣습니다. 다이아몬드의 수는 시계에 있는 커런덤의 수를 나타냅니다. 시계 외에도 커런덤은 천칭, 시계, 전류계 및 전압계에도 사용됩니다. 요즘에는 보크사이트에서 순백색 알루미나 분말을 추출해 뜨거운 전기로에 가열해 녹여 천연 커런덤보다 더욱 단단한 인공 커런덤을 생산하고 있다.
정상적인 성인의 인체에는 45~150mg의 알루미늄이 포함되어 있으며, 평균적으로 약 100mg이 인체의 미량원소가 됩니다. 일반적으로 위장관을 통한 알루미늄의 1일 섭취량은 일반 식사를 통해 10~100mg이며, 흡수율은 약 0.1%이며, 대부분이 대변으로 배설됩니다. 신체에 유입된 미량의 알루미늄이라도 정상인은 신장과 같은 배설 기관을 통해 배설될 수 있습니다.
그러나 최근 몇 년간의 연구에 따르면 인간 장벽의 이러한 장벽 기능은 완벽하지 않습니다. 사람이 알루미늄을 너무 많이 섭취하면 더 많은 알루미늄이 조직에 유입됩니다. 더욱이, 빨리 배설되기 어렵고, 여러 장기에 축적된다.
1. 알루미늄 과잉 섭취는 인체에 해롭다
1. 알루미늄 과잉 섭취는 뼈에 해롭다. 캐나다 토론토에서 열린 '알루미늄' 심포지엄에서 스펜서는 소량의 알루미늄 함유 제산제를 장기간 경구 투여하면 노인의 뼈 질에 위협이 될 수 있음을 확인했습니다. 노인에게 알루미늄 30mg을 하루 3회 경구 투여하면 체내 인 저장량이 줄어들어 칼슘 결핍이 발생할 수 있습니다. 그 이유 중 하나는 인의 섭취와 부족으로 인해 뼈에서 인과 칼슘의 방출이 촉진되고, 대변으로 배설되는 인이 증가하며, 소변으로 배설되는 칼슘의 양이 크게 증가한다는 것입니다. 두 번째 이유는 알루미늄이 형성될 수 있기 때문입니다. 불용성 복합체는 인의 흡수를 감소시킵니다. 셋째, 수산화알루미늄은 불소와 쉽게 복합체를 형성하여 식품의 불소 섭취를 50% 감소시키고, 뼈에 불소가 축적되는 것을 감소시키며, 불소 결핍을 유발합니다. 뼈의 미네랄 저장에 중요한 조절자입니다. 위의 이유로 인해 수산화알루미늄을 장기간 경구 투여(소량 및 간헐적으로라도)하면 신체에 칼슘, 인 및 불소가 부족해지며, 임상적으로 소변 내 인산염 감소, 고칼슘뇨증, 쇠약, 불쾌감, 뼈 통증, 뼈 손실이 느슨해집니다. 저단백질 식사를 하고, 공복에 알루미늄 보충제를 섭취하며, 알코올 중독을 앓고 있는 노인들은 특히 취약합니다. 신장이 망가지면 장벽의 구조와 기능이 비정상이 되어 투과성이 증가하고, 장벽의 알루미늄 장벽 효과가 저하되어 투석액에 알루미늄이 많이 함유되어 있으므로 투석을 받게 됩니다. 더 많은 알루미늄이 환자에게 너무 많이 들어갑니다.
2. 알루미늄을 과도하게 섭취하면 뇌에 손상을 줄 수 있습니다. 최근에는 알츠하이머병의 발병도 알루미늄의 과잉 섭취와 관련이 있는 것으로 밝혀졌습니다. 일찍이 1965년에 클라조는 알루미늄 중독 토끼의 뇌에 알츠하이머병 특유의 신경원섬유엉킴이 나타난다는 사실을 처음으로 발견했지만, 이는 사람들의 관심을 끌지 못했습니다. 1973년이 되어서야 그는 연구 결과를 바탕으로 고양이 대뇌피질의 알루미늄 함량 증가가 고양이의 명백한 뇌 기능 장애를 일으킨다는 사실을 지적했고, 그 후 세계가 경각심을 갖게 되었습니다. 알루미늄염은 인체에 들어오면 먼저 뇌에 침착돼 알츠하이머병 특유의 증상인 뇌손상과 심각한 기억상실을 일으킬 수 있다. 연구에 참여한 연구자들은 생쥐를 대상으로 한 실험에서 알루미늄염으로 처리된 물 한 컵만 주면 뇌에서 측정 가능한 수준의 알루미늄이 생성되는 것으로 나타났습니다. 쥐를 대상으로 한 연구에 따르면 식수에 혼합된 미량의 알루미늄이 쥐의 뇌에 들어가 축적되는 것으로 나타났습니다. 연구자들은 치매 환자를 연구한 결과, 이들 환자의 뇌 신피질 영역 중 30%에서 환자 뇌의 신경핵 내 알루미늄 함량이 4μg/g 이상인 것을 발견했습니다. 건강한 사람의 경우 최대 30배까지 가능합니다. 연구자들은 알루미늄이 시간이 지남에 따라 점차적으로 뇌에 축적되면 뉴런을 죽이고 기억 상실을 일으킬 것이라고 믿습니다.
3. 알루미늄이 너무 많이 흡수되면 간, 비장, 신장 등의 부위에 축적됩니다. 축적량이 5~6배를 초과하면 소화기에서 인의 흡수를 방해합니다. 소화관에서 인의 흡수를 유도하고 억제합니다. 펩신의 활동은 인체의 소화 및 흡수 기능을 방해합니다. 따라서 알루미늄을 과도하게 섭취하면 식욕 부진과 소화 불량을 유발할 수 있으며 인, 스트론튬, 철, 칼슘 및 기타 원소의 장 흡수에 영향을 미칠 수 있습니다.
2. 인체 내 과잉 알루미늄의 주요 원인
1. 알루미늄 조리기구의 사용. 알루미늄은 열전도율이 좋기 때문에 많은 조리기구가 알루미늄으로 만들어지며, 이는 사람들이 알루미늄을 너무 많이 소비하는 이유 중 하나입니다. 알루미늄 조리기구를 사용하여 요리할 때 조리기구에서 접시에 스며드는 알루미늄의 양은 일반적으로 일일 알루미늄 섭취량의 약 20%를 차지합니다. 알루미늄 제품을 사용하여 산성 음식과 접시를 밤새 보관하거나, 알루미늄 용기를 사용하여 산성 음료를 보관하거나 끓이거나, 소금과 장기간 접촉하면 음식과 음료를 통해 알루미늄 함량이 크게 증가할 수도 있습니다. 특히 알루미늄 조리기구와 철제 조리기구를 혼합하는 경우, 예를 들어 알루미늄 냄비와 삽을 사용하여 요리할 때 소금, 물, 식초 및 열의 작용과 삽의 교반 및 마찰이 결합되어 알루미늄 요소가 더 쉽습니다. 음식을 입력합니다.
2. 식품에 함유된 알루미늄.
(1) 당면과 튀김 반죽 스틱에는 알루미늄이 많이 포함되어 있습니다.
전통 당면 제조 과정에는 명반()이 0.5% 정도 첨가된다. 명반은 주로 응고 역할을 하는데, 당면과 쌀국수가 가닥이 되어 달라붙어 국물이 탁해지는 것을 방지할 수 있습니다. 명반에는 알루미늄이 함유되어 있어 너무 많이 섭취하면 체내에 쉽게 축적되어 알루미늄 중독을 일으킬 수 있습니다. 당면을 너무 많이 섭취하면 알루미늄이 신장으로 배설되기 어렵습니다. 튀김 반죽을 부풀려 바삭하게 만들기 위해 튀김 반죽을 만들 때 명반도 약간 첨가됩니다. 튀긴 반죽 스틱을 너무 많이 먹으면 건강에 위협이 될 수도 있습니다.
(2) 종균 배양에는 알루미늄이 포함되어 있습니다.
알루미늄이 많이 함유된 가장 흔한 식품은 발효제, 특히 인산알루미늄나트륨 베이킹파우더입니다. 집에서 만든 페이스트리, 식품 공장에서 만든 페이스트리, 팬케이크 재료, 차가운 반죽에는 모두 다량의 알루미늄이 포함되어 있습니다. 결국 완성된 음식 1인분에는 5~15mg의 알루미늄이 포함될 수 있습니다. 베이킹파우더를 만들 때 황산알루미늄나트륨을 사용하는 것도 일반적입니다. 티스푼 하나당 70mg의 알루미늄이 들어있습니다. 베이킹 파우더 1~3티스푼을 사용하는 경우 최종 식품에는 1회 제공량당 5~15mg의 알루미늄이 포함될 수 있습니다(일반 식단에서 일일 알루미늄 섭취량의 1/4~3/4에 해당). 1970년에 미국은 1,800만kg의 인산알루미늄나트륨 베이킹파우더를 생산했습니다.
(3) 피클에 사용되는 고정제(예: 알루미늄 함유 황산염 및 명반)에는 매우 많은 양의 알루미늄이 포함되어 있으며 피클을 심각하게 오염시킬 수 있으며 중간 크기 오이의 알루미늄 함량은 10mg에 이릅니다.
3. 알루미늄 소금은 물을 정화합니다. 보고서에 따르면 북미 전역의 수돗물에서 알루미늄 함량이 증가하는 주요 이유 중 하나는 물을 침전시키고 처리하기 위해 명반을 사용하기 때문입니다. 물을 정화하기 위해 알루미늄염을 널리 사용하면 뇌 손상을 유발하여 알츠하이머병의 특징인 심각한 기억 상실을 유발할 수 있습니다.
4. 마약에는 알루미늄이 포함되어 있습니다. 많은 약물에는 다량의 알루미늄이 포함되어 있습니다. 예를 들어 위산치료에 사용되는 '웨이슈핑'의 주성분은 수산화알루미늄이다. 비염을 치료하는 강비염에도 수산화알루미늄이 함유되어 있다. 수산화알루미늄의 알루미늄 함량은 34.6%입니다. 메소포딘을 장기간 사용하면 체내에 과도한 알루미늄이 발생할 수 있습니다.
5. 투석 요법은 신체가 너무 많은 알루미늄을 흡수하게 만듭니다. 투석요법은 중요한 치료방법으로 임상의학에서는 혈액투석과 복막투석이 널리 사용되어 왔다. 그러나 일부 환자에서는 원래 병변이 호전된 후 언어 장애, 정신운동 장애, 우울증, 환각, 편집증, 근육 경련, 정신 지체 및 진행성 치매가 발생합니다. 이는 많은 관심을 끌었고 많은 연구가 진행되었습니다. 나중에 이 질병의 원인이 혈액투석에 사용되는 물의 알루미늄 농도가 높기 때문에 발생한다는 사실이 밝혀졌습니다. 경구용 알루미늄젤을 장기간 복용한 일부 환자에서는 혈중 알루미늄 농도가 증가하고 가역성 치매가 발생하기도 했습니다. 신체에 알루미늄이 너무 많으면 실제로 지적 장애와 치매를 유발할 수 있다는 것이 추가로 입증되었습니다.
4. 알루미늄 중독 예방
'문제가 발생하기 전에 예방하는 것'의 중요성은 누구나 알고 있으며, 알루미늄 중독에도 동일한 원칙이 적용됩니다. 정상인은 일반적으로 알루미늄의 흡수를 조절하는 능력이 있지만 체내로 흡수된 알루미늄을 배설하는 능력도 있어 체내로 흡수된 알루미늄이 뇌로 들어가는 것을 효과적으로 방지할 수 있습니다. 그러나 일정 범위를 초과하거나(다량 섭취 등), 노령, 신부전, 투석액이 체내, 뇌, 뼈로 누출되는 경우에는 유해한 영향이 나타날 수 있습니다. 이러한 경우 생리학적 장벽 작용만으로는 충분하지 않으며, 알루미늄의 과도한 섭취 및 흡수를 방지하기 위한 다른 강력한 조치를 취해야 합니다.
인체 내 과잉 알루미늄의 원인을 명확히 한 후에는 알루미늄 중독을 예방하기 위한 상응하는 조치를 취할 수 있습니다.
1. 음식을 통한 알루미늄 섭취를 줄입니다. 당면, 튀긴 반죽 스틱, 알루미늄 소금 베이킹 파우더로 만든 파스타는 가능한 한 적게 섭취하십시오. 발효에는 알루미늄염 베이킹파우더 대신 효모를 사용합니다. 피클은 고정제로 알루미늄 함유 물질을 피하거나 덜 사용해야 합니다.
2. 수돗물의 알루미늄 함량을 줄입니다. 알루미늄이 수원을 오염시키는 것을 방지하려면 환경을 보호하는 것 외에도 물을 침전시키고 주전자, 수도관을 만들 때 알루미늄이 풍부한 물질을 덜 사용해야 하며 물을 침전시키고 처리할 때 더 나은 방법을 채택해야 합니다.
3. 약물로 인한 알루미늄 섭취를 줄입니다. 위궤양, 십이지장 궤양, 위산과다증, 기타 소화관 질환을 치료하려면 알루미늄 함유 제산제를 적게 또는 전혀 사용하지 않거나 다른 알루미늄이 함유되지 않은 제산제를 사용하십시오. 이로써, 한편으로는 환자가 다량의 알루미늄을 흡수하는 것을 방지할 수 있으며, 또한 다량의 알루미늄이 대변으로 배설되어 환경과 농작물을 오염시키는 것을 방지할 수 있습니다.
4. 알루미늄 조리기구를 통해 인체에 유입되는 알루미늄의 양을 줄입니다. 야채를 요리하고 산성 음료, 야채 및 소금을 보관할 때 알루미늄 제품을 적게 또는 전혀 사용하지 말고 음료수, 식초, 소금 및 야채를 장기간 보관하지 않는 것이 알루미늄 중독 및 오염을 예방하는 중요한 조치 중 하나입니다.
5. 환경을 보호하고 알루미늄 오염을 방지합니다. 알루미늄은 원래 지각에 가장 풍부한 금속입니다. 또한 알루미늄 광석의 활발한 채굴, 알루미늄 제련, 알루미늄 생산으로 인해 알루미늄은 다양한 조리 도구, 기구, 장난감 제조에 널리 사용됩니다. 위장 질환을 치료하고 알루미늄은 물을 침전시키는 데 사용됩니다. 알루미늄의 환경 오염은 모든 사람의 관심을 끌고 위의 조치를 취하여 환경, 작물, 식품, 수원 및 공기에 대한 알루미늄 오염을 최소화해야 합니다. 건강.