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    □ 宋 丹

    镉，元素周期表48号元素。

    1931年，日本某地出现一种怪病，患者骨骼疼痛不堪，直到1961年才查明是日本富士山平原神通川河附近工厂排放的大量含镉废水，污染了神通川水体，两岸农民引水灌溉稻田，生产出的稻米被农民吃了以后患上了骨骼疼痛病，重者全身多处骨折，最后疼痛死亡。

    镉最早是由1817年德国斯特罗迈尔在分析一批氧化锌时找到的，本来以为这批奇怪的氧化锌中可能含有砷，但是深入研究后发现里面并没有砷，而是一种未知金属——将这些不纯的氧化锌中分离出褐色粉末，与木炭共热得到金属镉。

    镉在地壳中含量比锌少很多，很少单独成矿，少量包含于锌矿中，在高温炼锌时总会早于锌被挥发掉，让人难以察觉，这也是镉在锌之后才被发现的原因。

    镉主要用于制作合金。含镉0.5—1.0%的硬铜合金，有较高的抗拉强度和耐磨性，镉镍合金则是飞机发动机的轴承材料，其中镉含量并不多。

    镉极易与硫化合形成黄色的固体硫化镉，与硒形成的固溶体能调制橙色到红色的颜料，硫化镉与硫化锌混合则会产生黄绿色。从19世纪开始，艺术家们就在使用镉颜料了，覆盖力、耐光性和稳定性都十分优异，特别是这种颜料能耐3000℃高温，也把它用作热管或玻璃涂料，例如红色交通信号灯或者红色的亮灯装饰物。现代化工中，人们又发现硫化镉和硒化镉的纳米颗粒在色彩方面的应用，可以根据自己的需求通过控制颗粒尺寸来调节光学性能，特别适用于显示屏中的色彩显示。从某种意义上说，它们是现代颜料的组成部分。

    镉具有较大的热中子俘获截面，因此含银（80%）铟（15%）镉（5%）的合金可以作原子反应堆的控制棒，在早期核反应堆建设中起到了非常重要的作用。

    1907年到1960年间，镉也被用作计量标准。当时的物理学家阿尔伯特·迈克尔逊提议将镉光谱中辨识度非常高的一条红色谱线的波长定义为1埃，并以此定义长度单位，1埃等于10-10米。

    镉还被广泛应用于电池制作，1899年发明的可充电电池中就含有镉，作负极，与作正极的氢氧化镍酰电极之间可以提供1.2v的电势。制作出的镍镉电池性能优良、使用寿命长，曾经在很多国家大规模生产。但由于镉对人体的危害，很多生产镍镉电池的厂家纷纷因为污染问题而停产，镍镉电池也逐步被禁用。《欧盟电池指令》中就鼓励人们使用更为安全的替代品，如镍氢电池、锂离子电池等。

    镉并不是人体的必需元素。人体内的镉都是出生以后从外界环境中吸取，如果镉超标就极有可能引起镉中毒，吸入含镉气体会导致呼吸道症状，经食物摄入则会引起肝、肾等脏器病变，尤其对肾脏损害最为明显，还可导致骨质疏松。

    镉即使有众多优异的应用，也不得不接受逐步被替代的命运。

    （作者系武汉市第二十中学化学教师、武汉市科学家科普团成员）

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