蛇纹石理化性质及生物活性探究进展

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1、蛇纹石理化性质及生物活性探究进展[摘要]：介绍了蛇纹石的理化特性、化学成分及生物活性近几年的研究结果分析，其主要功效对于预防和治疗氟、砷中毒具有深远的意义。[关键词]：蛇纹石　理化性质　生物活性自印度学者Rao首先报道用蛇纹石(Serpen-tine)粉剂治疗氟骨症以来，引起国内外学者的关注，经过大量的实验研究发现，蛇纹石作为一种降氟剂是安全、价廉、有效，并能释放有益人体健康的元素。现对其理化特性和生物学活性近年的研究谨作论述。1　蛇纹石的理化特性及化学成分蛇纹石是一种天然生成的镁的硅酸盐(Mg6[S

2、iO4O10信)(OH)8)，蛇纹石为层状构造的Fe、Mg硅酸盐，含Ni、Co、Ca、An等元素，是矿物主要脉石矿物，有叶蛇纹石、胶蛇纹石、水蛇纹石和纤维蛇纹石共4个亚科。大部分镁质蛇纹石平均含NiO25％，Ni大量代替Mg时，为镍蛇纹石。12蛇纹石在标本上常呈现致密状或网状，一般呈绿色，深浅不等，也有呈白色、浅黄色、灰色、蓝绿色或褐黑色者，作为药用以黄色为准。透明至半透明，油脂状或蜡状光泽，纤维状或鳞片状者呈丝绢光泽。硬度2.5-3.6，抚摸有滑感。采挖后，敲去杂石，选取有淡黄色或黄绿色彩晕的小块作

3、药用。蛇纹石主要变种有纤维蛇纹石(Antigorite)和叶蛇纹石(Chrysolite)。蛇纹石在矿石中广泛的发育，是矿石中主要脉石成分，构成单一之蛇纹岩，主要分布于矿化白云大理石岩体边缘(近矿围岩)及构成硼矿体之夹层。蛇纹是一种后期热液浊变产物，与蛇纹石共生和伴生的矿物有白云石、方解石、硼镁石、金云、绿泥石和磁铁等，其主要化学成分及物理特性为Fe2O3，3.16％、FeO1.25％、MgO33.73％、CaO4.82％、SiO235.33％。1．1　蛇纹石的晶体结构蛇纹石晶体是1:1型三八面体层状

4、硅酸盐，即其结构单元层由硅氧四面体的六方网层(T层)与氢氧镁石的八面体层(0层)按1:1结合而成。其中硅氧四面体连接成网状(Si2O5)n，在层中所有四面体都朝向一方，与氢氧镁石层相连；氢氧镁石层由Mg-O2(OH)4组成八面体层，一个方向上每3个羟基中2个被硅氧四面体角顶的活性氧替代。两层的大小不同，氢氧镁石层为0.54nm×0.93nm，硅氧四面体层为0.50nm×0.87nm，使结构单元层发生弯曲，纤蛇纹石卷曲成管状。蛇纹石的断裂面上存在不饱和Si-O-Si、O-Si-O、含镁键等，这些不饱和键

5、构成了蛇纹石的活性基团。活性基团的大量存在使蛇纹石具有很高的化学活性。12Mellini认为，蛇纹石结构中四面体层内主要是共价键的作用，八面体层内主要是离子键的作用；四面体层与八面体层之间的连结为离子键力，它比八面体层内的离子键力还要弱，也就是说桥氧的Si-O-Si基本上是共价性的，活性氧的Si-O-M有共价键和离子键双重特性，即与八面体中的阳离子M结合的键基本上是离子性的，键弱，而与四面体中阳离子Si结合的键具共价性，键强，接近桥氧与Si的键。1．2　化学活性研究蛇纹石活性基团的化学活性主要表现在对

6、重金属离子和阴离子(团)的吸附作用以及对有机物的吸附和催化分解作用上。蛇纹石的活性基团含量与活性呈正比。1．2．1　对重金属元素的吸附杨智宽做了蛇纹石吸附Cu2+的实验，发现蛇纹石粒度越细，吸附率越高；在中性或微碱性条件下，吸附率最高。显然，粒度越细，活性基团的含量越高；在中性和微碱性时，活性基团最活跃。蛇纹石用量的加大实质上是增加了溶液中OH-，有利于重金属离子的沉淀。常温下Ni(OH)2的溶度积要比Cd(OH)2的小1个数量级，而酸中性条件下Ni2+的去除率却不如C沪，原因有待进一步研究。1．2．

7、2　对阴离子(团)的吸附12蛇纹石对阴离子(团)的吸附主要通过4种活性基团(OH-、氢键、不饱和Si-O-Si和含镁键类)的作用来实现的。前人发现可以利用蛇纹石对含氟高的水进行降氟处理，因为在一定条件下，蛇纹石表面的羟基可以被卤素(F、Cl等)或含氧阴离子替代，与镁形成配位八面体，将氟离子等以离子键的形式固着在矿物上；纤蛇纹石的外柱表面分布的氢键层具有很高的活性，这种裸露的氢核能吸附O、F、N、Cl等电负性较大的原子及原子团。1．2．3　对有机物的吸附和催化分解蛇纹石进入水溶液中，纤维外表面羟基层中O

8、H-的微量溶解使溶液呈碱性。水中的有机污染物，如敌百虫、二溴磷、蝇毒磷氨基乙二酰、茅草枯、倍硫磷和亚硝氨类等，在碱性条件下，能够加速分解和水解，降低毒性，甚至分解为无毒物质。另外，纤蛇纹石的OH-可以与多环芳烃(PAH)分子结合，达到吸附的目的，但这种吸附产物一旦进入人体即具致癌性。2　蛇纹石的生物活性研究　水溶液中，纤蛇纹石纤维外柱表面的氢氧镁石八面体层溶解出OH-和M2+成碱性环境，使得纤蛇纹石极易与酸性体液发生反应。此外，纤蛇纹石在机体中溶解还会释